Fundamentos de Automatización Industrial: Lazos de Control, Sensores y Actuadores

Proyecto de Automatización

Lazos de Control (Norma ISA 5.1)

• Presentación de la planta en un plano, normado con la norma ISA.

Lógica de Proceso

• Funcionamiento de la planta.
• Plásticos libres de halógenos: toxicidad.

Comunicación de la Información

• Comunicación de la planta.

Relés y PLC

Relé: Contacto abierto o cerrado que separa las corrientes de fuerza y control.

PLC: Prototipo de computadora que controla interruptores.

Control de Procesos

Control de variables.

Lazos de Control

Lazo de Control Abierto (Sistemas Abiertos)

Entrada y salida del proceso, estímulo y consecuencia.

Control Automático Digital

Volumen (Sensor) - Amplificador (Controlador) - Altavoz (Actuador) (salida)

Lazo de Control Cerrado

Set point (Valor de referencia), cuantificación del comportamiento deseado.

Set Point: Cuantificación del comportamiento deseado, medición de valores actuales, comparación del estado inferido con el deseado, cálculo de la acción correctora y aplicación de la misma al sistema.

Señales de un Sistema de Control

Análogas

• Varían en el tiempo y son continuas.
• Lazo de 4 - 20mA.
• Lazo de 0 - 10V.
• Señal neumática 3 - 15 PSI.
• Temperatura del día 0 - 35°C.

Digitales

• Discretas.
• Estados 0 y 1.
• Respuesta negativa o positiva.
• Estados más comunes: 0 o 24 DVC.

Elemento Primario

Sensores y transmisores.

Sensores: Detectan fenómenos físicos y los transforman en señales eléctricas (4-20mA).

Transmisores: Transforman una magnitud en otra.

Sensores de Proximidad

• Capacitivos.
• Inductivos.

Actuadores

Elemento final del control, reacción de la señal del controlador.

Modifican la variable y realizan un trabajo.

Tipos de Actuadores

Hidráulicos

• Alta potencia.
• Requieren mucho equipo y mantenimiento.

Neumáticos

• Funcionan con aire comprimido.
• Útiles para posicionamiento simple.
• Poca precisión y requieren mantenimiento.

Eléctricos

• Precisos, simples y versátiles.
• Poca potencia en comparación con los demás.

Tipos de Programación

• Ladder (Bloques Funcionales).
• FRAFCET (Lista de Instrucciones).

Controladores

• On-OFF.
• Proporcional.
• PID.

Magnitudes

Fenómeno que puede ser medido y representado por un número.

Unidad

Magnitud de valor conocido y definido, utilizada como referencia para medir otras magnitudes.

Medir

Comparación de una magnitud con otra similar para determinar cuántas veces está contenida.

Clasificación de Magnitudes

Origen

• Fundamentales.
• Derivadas.

Naturaleza

• Escalares.
• Vectoriales.

Magnitudes Fundamentales

• Longitud (metro).
• Masa (kilogramo).
• Tiempo.
• Superficie (m2).
• Volumen (m3).

Magnitudes Derivadas

• Velocidad.
• Fuerza.
• Trabajo mecánico.

Magnitudes Escalares

Solo necesitan un valor numérico y una unidad.

Magnitudes Vectoriales

Tienen dirección y sentido.

Ejemplos de Magnitudes Escalares y Vectoriales:

• Escalares: Temperatura (C°, K°), intensidad lumínica, intensidad de corriente, cantidad de materia, tiempo (segundos), longitud (metros).
• Vectoriales: Velocidad, fuerza, aceleración, desplazamiento.