Niveles de Automatización
Nivel de Máquina
Este nivel, también conocido como nivel de campo, se encarga de la automatización de tareas sencillas. Los dispositivos en este nivel incluyen sensores, actuadores y elementos de control simples. La comunicación es de baja carga.
Nivel de Celda
Este nivel coordina varias máquinas que trabajan conjuntamente. Los elementos de control son más complejos y la carga de comunicaciones es mayor que en el nivel de máquina. Se utilizan autómatas programables (PLCs) o PCs industriales.
Nivel de Planta
También llamado nivel de supervisión, este nivel alberga elementos que supervisan todos los procesos productivos de una planta. La carga de comunicaciones y el volumen de datos son altos, ya que se formatean los datos de otros niveles. Se utilizan sistemas HMI (Human Machine Interface).
Nivel de Empresa
Este nivel, también conocido como nivel de oficina, gestiona y dirige la empresa. Los sistemas de comunicación convencionales recogen datos formateados del nivel de planta. Se utilizan PCs convencionales y redes locales.
PCs Industriales
Son elementos de control robustos y modulares, similares a los PCs convencionales pero con mayor resistencia electrónica y mecánica. Se pueden equipar con tarjetas para manejar señales eléctricas industriales, como PLCs. Son programables en diversos lenguajes y permiten implementar algoritmos de control complejos.
Tipos de Automatismos
Automatismos Cableados
Se implementan mediante uniones físicas entre elementos del sistema de control para lograr una función lógica específica. Pueden ser eléctricos, fluidos o electrónicos. Son robustos y de bajo coste, pero ocupan mucho espacio y son poco flexibles.
Automatismos Programados
Se implementan mediante dispositivos electrónicos programables, como PLCs, PCs industriales o microcontroladores. Permiten funciones de control y comunicación complejas, ocupan poco espacio y son muy flexibles. Sin embargo, son más caros y menos robustos que los cableados.
Controladores Lógicos Programables (PLC)
Los PLCs son dispositivos de control ampliamente utilizados en la industria. Consisten en una unidad de control e interfaces modulares. Son programables en diversos lenguajes y pueden manejar entradas/salidas digitales y analógicas.
Modos de Operación del PLC
- Encendido: El PLC está alimentado y gobernado por el sistema.
- Stop: El PLC no está ejecutando el programa de control.
- Run: El PLC está ejecutando el programa.
- Error: Se produce un error que impide la ejecución del programa.
Watchdog
Es un reloj que monitoriza el tiempo de ciclo del PLC para detectar fallos de programación. Si se excede el tiempo preestablecido, se genera un aviso o se detiene el proceso.
Sensores y Transductores
Sensor
Un captador que relaciona una magnitud física con una eléctrica.
Transductor
Dispositivo que incluye el captador y la electrónica de acondicionamiento.
Sensor/Transductor
Dispositivo que convierte una magnitud física en una señal eléctrica codificada digital o analógicamente.
Características de los Sensores
Estáticas
- Campo de medida: Rango de la magnitud física que el sensor puede medir.
- Resolución: Capacidad del sensor para discernir entre valores próximos de la variable.
- Precisión: Máxima desviación entre la medida del sensor y el valor real.
- Repetibilidad: Máxima desviación en diferentes medidas ante el mismo patrón de calibración.
- Linealidad: Relación lineal entre la magnitud física y la salida del sensor.
- Sensibilidad: Variación de la salida del sensor al variar la magnitud física.
Dinámicas
- Velocidad de respuesta: Capacidad del sensor para seguir la señal de entrada. Incluye tiempo de retardo, tiempo de subida, tiempo de establecimiento y constante de tiempo.
- Respuesta frecuencial: Relación entre sensibilidad y frecuencia.
- Estabilidad y derivas: Desviación de la salida del sensor al variar las condiciones exteriores.