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Modulo I de Ing. Electromecanica. Instrumentacion y Automatizacion Industrial. Ing. Miguel Villalobos.
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INSTRUMENTACION Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES
2 Copyright 2006 Rockwell Automation,
Inc. All rights reserved.
Tendencias de Fabricacin Historia Predicciones Tecnolgicas: Mecnica Popular 1954
Cientficos de la RAND
Corp han creado este
modelo para ilustrar como
un
computador de casa
podra verse en el ao
2004. Sin embargo, la
tecnologa necesaria no
ser econmicamente
factible para un hogar
medio.
Con la interfaz de teletipo
y el lenguaje Fortran, el
computador ser fcil de
usar.
HISTORIA
El primer equipo automtico data del ao 1745 (controlador centrifugo).
La lgica rel se inicia en 1900, en sistemas elctricos bsicos.
La automatizacin industrial formalmente tiene su origen el ao 1947 en General Electric (USA).
En 1959 se tiene la primera fabrica con sistemas automatizados (Refinera Texaco Port Arthur).
En 1973 se da origen al primer PLC de control electromecnico.
Desde 1975 los microprocesadores impulsan el desarrollo de la automatizacion.
CONCEPTOS
La automatizacin industrial es el uso de sistemas o elementos para mejorar: la productividad la confiabilidad , en los procesos industriales, mediante el control y
monitoreo de procesos, equipos y dispositivos.
Mediante la aplicacin y uso de tecnologas e ingeniera aplicada de las reas: Mecnica Elctrica Electrnica Qumica
CONCEPTOS
Condiciones de un sistema automatizado:
Operacin con autonoma (automtico) en condiciones pre definidas.
Limitada participacin humana, en condiciones pre definidas.
Procesos, equipos o dispositivos dedicados.
Condiciones de respuesta controlables, no aleatorias.
CONCEPTOS
Ventajas: Aumento de produccin. Calidad controlable (por tanto mejor calidad). Estandarizacin de productos. Mejor control de tiempos en produccin. Mejoras en costos de produccin. Mayor seguridad. Flexibilidad de la produccin. Integracin con las plataformas de gestin empresarial.
Desventajas: Inversin inicial elevada. Mano de obra calificada requerida. Resultados no garantizados. Obsolescencia de tecnologas. Resistencia al cambio.
CONCEPTOS
La automatizacin industrial se aplica en distintas industrias como ser: Energa Elctrica Quimica Telecomunicaciones Alimentos Petroleo y Gas Transporte Construccion Maquinaria pesada Domestico/Residencial
TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION
Tecnologias Automatizacion
Cableadas y Fisicas
Neumatica Hidraulica Electrica Electronica
Programables
Controladores Lgicos
Programables
Instrumentacin Inteligente
SCADA/HMI Comunicaciones
CONCEPTO
Por que automatizar?
Cual es el contexto a tomarse en cuenta?
Cuales son los drivers que impulsan o detienen la incorporacin de tecnologas de automatizacin industrial?
10 Copyright 2006 Rockwell Automation,
Inc. All rights reserved.
La Fbrica
Tendencias de Fabricacin
Costo / Eficacia en el Uso de Energa
Seguridad / Proteccin
Cumplimiento de las Normas / Mandatos
Productividad / Calidad
Integracin de la Cadena de Abastecimiento
Fabricacin Flexible Demanda del
Cliente
La Integracin de la Cadena de Abastecimiento & la Fabricacin Flexible estn Impulsando la Integracin de las Fbricas con los Sistemas Comerciales de la Empresa
Sistemas Comerciales de la Empresa
Proveedores
Tendencias de Fabricacin y Motivadores
De A
Produccin en Serie Personalizacin en Serie
Cadena de Abastecimiento
Discreta
Sincronizacin de la Cadena de
Abastecimiento
Diseo & Sistema Conectados
Ilgicamente Sistema Integrado
Local Global
Activos Fsicos Activos Funcionales
Costo de Adquisicin Ms Bajo Costo Total del Sistema
Motivadores de Fabricacin Actuales FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Ms Rpida, Reconfiguracin INTEGRACIN:
Control, Seguridad, Informacin/IT
Servicios de SOPORTE GLOBAL
COSTO: Costo del Ciclo Vital
Usuarios Finales Optimizar la Operacin de la Lnea de Produccin
FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Ms Rpida, Reconfiguracin INTEGRACIN:
Control, Seguridad, Informacin/IT
COSTO: Costo del Producto & Componentes Reutilizables
Servicios de SOPORTE GLOBAL
OEMs Optimizar la Eficacia de la Construccin de la Mquina
Muchos Motivadores Comunes para OEMs y Usuarios Finales
Soluciones
PTIMA Utilizacin
de los Activos
RENDIMIENTO: Eficacia de la Mquina
Rango de automatizacin industrial Acceso a Datos de Produccin Esenciales; Reduccin del Tiempo de Inactividad
Productos Ensamblaje Soluciones Componentes Empaquetados de Sistemas de Sistema
Continuo con Valor Agregado
Rendimiento de la Mquina Rendimiento del Proceso
CONCEPTO
La automatizacin no esta asociada solamente a entregar mejoras operativas y logsticas.
La automatizacin debe ser incorporada como una herramienta o recurso de gestin empresarial.
Lograr incrementar la productividad y rentabilidad: El consolidar la informacin en toda la planta o empresa
reduce significativamente el tiempo de toma de decisiones.
Utilizar informacin de sistema para mejorar la calidad & la consistencia y cumplir con los requisitos reglamentarios .
Optimizar los activos de la planta con dispositivos e instrumentos de campo inteligentes que proporcionen control de procesos e informacin de produccin.
Automatizacin Integrada a la empresa
Solucin Unificada para Automatizacin & Informacin Integrando la Planta & los Sistemas Comerciales
Control de Procesos
Control de Lotes
Sistemas de Manejo
Control de Movimientos
Control Discreto
Seguridad
Diseo & Configuracin
Manejo de la Produccin
Manejo de Datos
Calidad & Cumplimiento
Manejo de Activos
Rendimiento & Visibilidad
Sistemas de Informacin en Toda la Planta
Sistemas de Automatizacin en Toda la Planta
Arquitectura Integrada
Disciplinas de Produccin
Disciplinas de Control
Manejo de la Cadena
de Abastecimiento
Planificacin de los
Recursos de la Empresa
Manejo de las Relaciones
con los Clientes
Manejo del Ciclo Vital del
Producto
Sistemas Comerciales de la Empresa
Equipo de Terceros & Patrimonio
CONCEPTO
La razn estructural de incorporar sistemas automatizados a los procesos de la empresa es:
GANAR COMPETITIVIDAD
CONCEPTO
La ganancia de competitividad se mide por:
Tiempo de Salida al Mercado Ms Rpido Costos de Integracin Ms Bajos
Costo de Propiedad Total Ms Bajo
Optimizacin del Rendimiento Cumplimiento de las Normas
18
Costos Operacionales Inferiores
Costo de
Propiedad Total Ms Bajo
Cumplimiento
de las Normas & Estndares
Mejor
Informacin Decisiones
Ms Rpidas Mayor
Productividad
Automatizacin para el control e informacin en toda la planta
PIRAMIDE DE AUTOMATIZACION
Nivel 1: Campo : Instrumentacin, Medicin y Actuacin
Nivel 2: Control Local y toma de datos
Nivel 3: Nivel de Supervisin
Nivel 4: Integracion y
Gestion
Pla
nif
icac
in
de
l sis
tem
a Im
plem
en
tacin
de
l sistema
OPERACIONES DEL PROCESO
CONCEPTO Nivel 1: Instrumentacin, medicin y actuacin
CONCEPTO
Nivel 2: Control
CONCEPTO
Nivel 3: Supervisin
Arquitectura de Control de una Estacin de Bombeo
Vlvulas Motorizadas Computadoras de Caudal Otros dispositivos
Modbus
Devicenet
CCM
Ethernet I/P Al sistema de supervisin
Series Monitor Vibracin Proteccin
VFD
E/S Distribuidas EEX Clase 1 Div 1
Instrumentacin En Fieldbus Foundation
Controlador
SIL 2
Controlador
SIL 2