Uso de la computadora en el mundo actual Ă rea industrial
La automatización industrial (automatización: del griego antiguo auto, ‘guiado por uno mismo’) Es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias o procesos industriales. Como una disciplina de la ingeniería más amplia que un sistema de control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.
A principios de los 70, los PLC incorporaron el microprocesador, logrando así microprocesador, logrando así mayores prestaciones, elementos de comunicación hombre-máquina hombre-máquina más modernos, procesamiento de cálculos matemáticos y funciones de comunicación, evolucionando en forma continua hasta el día de hoy.
Interfaces hombre-máquina Las interfaces hombre-máquina (HMI) o interfaces hombre-computadora (CHI) suelen emplearse para comunicarse con los PLCs y con otras computadoras, para labores tales como introducir y monitorear temperaturas o presiones para controles automáticos o respuesta a mensajes de alarma. El personal de servicio que monitorea y controla estas interfaces,son conocidos como ingenieros de estación y el personal que opera directamente en la HMI o SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos) es conocido como personal de operación. Otra forma de automatización que involucra computadoras es la prueba de automatización, donde las computadoras controlan un equipo de prueba automático que es programado para simular seres humanos que prueban manualmente una aplicación. Esto es acompañado por lo general de herramientas automáticas para generar instrucciones especiales (escritas como programas de computadora) que direccionan al equipo automático en prueba en la dirección exacta para terminar las pruebas.
1. MAQUINAS: Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados, transformaciones, etc. de los productos o materia prima. 2. ACCIONADORES: Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser: a. Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electroválvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc. b. Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc. c. Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas. 3. PRE ACCIONADORES: Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc. 4. CAPTADORES: Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control. 5. INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA (HMI): Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.
Sistema de Control Distribuido (DCS) Existe un concepto fundamental y muy actual en torno a la automatización industrial y es el de DCS (sistemas de control distribuido). Un sistema de control distribuido está formado por varios niveles de automatización que van desde un mínimo de 3 hasta 5. Los mismos se denominan: nivel de campo (donde se encuentran los sensores y actuadores), nivel de control (donde se encuentran los PLCs o las Estaciones de Automatización), nivel de supervisión (donde se encuentran las Estaciones de Operación y los Servidores de Proceso), nivel MES (donde se encuentran PCs con softwares especializados para la distribución de toda la información de planta así como la generación de reportes)y el nivel ERP (donde se encuentran igualmente PCs con softwares especializados para la planificación y administración de la producción de toda la industria o empresa). Se utilizan computadoras especializadas y tarjetas de entradas y salidas tanto analógicas como digitales para leer entradas de campo a través de sensores y para generar, a través de su programa, salidas hacia el campo a través de actuadores. Esto conduce para controlar acciones precisas que permitan un control estrecho de cualquier proceso industrial. (Se temía que estos dispositivos fueran vulnerables al error del año 2000, con consecuencias catastróficas, ya que son tan comunes dentro del mundo de la industria)
Ventajas e inconvenientes de la automatización Como es lógico, la automatización tiene sus ventajas e inconvenientes. Entre las primeras podemos citar: • Permite aumentar la producción y adaptarla a la demanda • Disminuye el coste del producto • Consigue mejorar la calidad del producto y mantenerla constante • Mejora la gestión de la empresa • Disminuye de la mano de obra necesaria • Hace más flexible el uso de la herramienta Algunos inconvenientes son • Incremento del paro en la sociedad • Incremento de la energía consumida por producto • Repercusión de la inversión en el coste del producto • Exigencia de mayor nivel de conocimientos de los operarios
Hasta ahora no se ha dado mucha importancia al segundo punto pero cabe pensar que, en el futuro, el aumento del coste de la energía pueda repercutir en un considerable aumento de los costes de la producción automatizada. Ello nos llevaría a tener que considerar nuevos métodos o, quizás, a reconsiderar antiguos métodos de fabricación semi-automatizada en la que ciertas tareas podrían ser realizadas por operarios humanos. De hecho, aunque lamentable, es significativa la práctica de la utilización de mano de obra barata, no especializada (incluso infantil), por grandes compañías que instalan sus factorías en países subdesarrollados. En el mundo industrial actual la Automatización es prácticamente imprescindible, debido a los niveles de productividad, fiabilidad y rentabilidad que el mercado Exige a los productos elaborados para ser competitivos.
Ejemplo de automatizacion / informática industrial
Sistema de control y monitoreo de una planta de generación ingenio Chaparrastique.