Automatización Industrial: Control de Procesos con PLC, Ordenadores y SCADA

Fundamentos del Control de Procesos Industriales

El control de procesos industriales es fundamental para la automatización y eficiencia en diversos sectores. Se clasifica principalmente en dos grandes categorías: procesos discretos y procesos continuos.

Control de Procesos Discretos

El control de procesos discretos consiste en la inclusión en el sistema de los elementos necesarios para que estas operaciones se realicen de un modo automático. Este tipo de control se conoce también como automatización de procesos. Por ejemplo, al hablar del proceso discreto de soldadura, se haría referencia a la secuencia de operaciones necesarias para efectuar la soldadura.

Control de Procesos Continuos

En los procesos continuos, el control se conoce simplificadamente como control de procesos. En el caso de que el objetivo de este control sea mantener unas determinadas magnitudes estables en un determinado valor, se denomina regulación automática. Siguiendo el ejemplo anterior, se entendería como proceso continuo de soldadura el mantenimiento de parámetros como la temperatura o la velocidad de avance durante la operación.

Control de Procesos Industriales por Ordenador

La implementación de ordenadores como controladores ha revolucionado la automatización industrial, ofreciendo capacidades avanzadas para la gestión de sistemas complejos.

Elección del Ordenador como Controlador

La elección del controlador idóneo para cada proceso dependerá de varios factores, como la estrategia de control, los factores económicos y la configuración del sistema global. El ordenador aporta una alta capacidad de cálculo y registro de datos, lo cual es especialmente aprovechable en los casos en que la complejidad del algoritmo de control sea muy elevada. Es importante destacar que los ordenadores para uso industrial están protegidos contra el ambiente hostil de las instalaciones industriales.

Implantación del Algoritmo de Control

En el contexto de los ordenadores, la implantación del algoritmo de control se limita a una instrucción en el lenguaje de programación utilizado, lo que facilita su desarrollo y modificación.

Hardware de un Sistema de Control Electrónico

Los sensores y actuadores empleados en un problema de control suelen tener generalmente entradas y salidas analógicas, y en menor número de ocasiones, digitales. Si el controlador no está situado cerca del proceso o existen problemas de ruido o interferencias eléctricas, se requieren medios específicos para el tratamiento de señales. En el caso de señales analógicas, estos medios pueden ser el aislamiento, filtrado o amplificación de las señales. Los autómatas son los controladores más extendidos en la industria y están preparados para tratar un gran número de entradas y salidas analógicas y digitales. En el caso de ordenadores, esta tarea es realizada por las tarjetas de adquisición o de salidas analógicas.

Control de Procesos Industriales por PLC

Los Controladores Lógicos Programables (PLC) son la piedra angular de la automatización industrial, diseñados específicamente para entornos exigentes.

Misión del Autómata (PLC)

La misión del autómata es controlar o gobernar a otros elementos que ejecutan sus órdenes. El autómata controla o gobierna elementos de tipo ejecutores, a los que envía información y que son los que, en último término, "manipulan los objetos" o procesos físicos.

Elección del PLC como Controlador

Los autómatas programables o PLC (Programmable Logic Controller) están concebidos específicamente para uso industrial y disponen de una alta capacidad para manejar entradas y salidas analógicas o digitales, así como para comunicarse con controles numéricos, controladores robot u ordenadores. El funcionamiento de los autómatas se basa en la ejecución cíclica de una serie de operaciones secuenciales.

Implantación del Algoritmo de Control en PLC

En los autómatas programables, el algoritmo de control reside en el programa, que se puede diseñar o implantar vía ordenador, facilitando la programación y depuración.

Sistemas de Supervisión y Control

Para la gestión integral de plantas industriales, se emplean sistemas avanzados que permiten la supervisión y el control a gran escala.

Sistemas SCADA

Los programas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) son la solución más extendida para resolver los sistemas de supervisión de una planta. Además de la supervisión, también se añade la gestión de señales de alarma y la ejecución de acciones consecuentes, proporcionando una visión completa del estado operativo.

Sistemas Distribuidos de Control (SDC)

Los Sistemas Distribuidos de Control (SDC), caracterizados por un fuerte componente informático y una estructura jerarquizada, son muy utilizados para el control integral de plantas de procesos, permitiendo una mayor flexibilidad y redundancia.