AUTOMATIZACIÓN
INDUSTRIAL
Y SUS APLICACIONES
¿QUÉ ES LA AUTOMATIZACIÓN
INDUSTRIAL?
Es el uso de sistemas o elementos
computarizados y electromecánicos,
para controlar máquinas o procesos
industriales.
La percepción errónea es “cambiar
personas por máquinas”
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• Instrumentación industrial:
sensores, transmisores de
campo, actuadores.
ELEMENTOS DE LA
AUTOMATIZACIÓN
INDUSTRIAL
• Sistemas de
supervision.
control
y
• Sistemas de transmision y
recolección de datos.
• Software en tiempo real
para supervisar y controlar
las operaciones de plantas
o procesos industriales.
Industria 4.0.
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TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN
Automatización Fija:
Utiliza
equipos
específicamente
diseñados para resolver un proceso
determinado. El objetivo es obtener la
máxima eficiencia. Los procesos en los
que se emplea tienen las siguientes
características:
• Producción alta
• Poca diversidad de productos. Poca
flexible para variar producción.
• Etapas fijas
• Gran inversión inicial en equipos a
medida
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TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN
Automatización
Programable
Utiliza los mismos equipos para
diferentes sistemas de producción con
el objetivo de abaratar costes y
proporcionar mayor flexibilidad en el
tipo de producción. Los procesos en
los que se emplea tienen las
siguientes características:
• El equipo tiene la capacidad de
cambiar la secuencia de operación
mediante programa para adaptarse a
variaciones del producto.
• Equipos de propósito general.
• Producción baja media.
• Posibilidad de gran variedad de
productos.
• Inversión en equipos de propósito
general.
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TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN
Automatización Flexible:
Término medio entre las anteriores.
Permite reconfiguraciones para
variar la producción. Cierto nivel de
parametrización. Los procesos en los
que se emplea tienen las siguientes
características:
• Equipos de propósito general más
específicos o sofisticados que la
anterior.
• Producciones medias.
• Alta inversión en equipos a
medida.
• Producción continua de mezclas
variables de productos.
• Flexibilidad para acomodar
variaciones en el diseño del
producto.
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VENTAJAS
TÉCNICAS,
ECONÓMICAS Y
SOCIALES DE LA
AUTOMATIZACIÓN
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DISCIPLINAS QUE
INTEGRAN UN
AUTOMATISMO
 Mecánica
 Eléctrica
 Electrónica
 Neumática e Hidráulica
 Mecatrónica
DESVENTAJAS TÉCNICAS,
ECONÓMICAS Y SOCIALES DE LA
AUTOMATIZACIÓN
• Personal especializado
• Coste de la inversión
• Dependencia tecnológica
• Obsolescencia tecnológica
• Falta de infraestructura en
educación especializada.
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¿CÓMO SE HACE LA
AUTOMATIZACIÓN
• Lo primero que se necesita para la
automatización son las entradas
del PLC, que son los sensores y
transmisores (medidores de flujo,
presión, etc).
• En la salida del PLC se necesitan los
actuadores.
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SENSORES DE FIN DE CARRERA ( LIMIT SWITCH)
Un sensor de fin de carrera (Limit switch) es un dispositivo mecánico que
utiliza el contacto físico para detectar la presencia de un objeto. Cuando
este objeto entra en contacto con el actuador, cambia de su posición
normal a su posición operativa. La operación mecánica activa los contactos
dentro del cuerpo del interruptor, como se muestra.
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SENSORES INDUCTIVOS
Los sensores inductivos permiten detectar objetos metálicos en su
proximidad, todos los materiales ferrosos.
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SENSORES
CAPACITIVOS
Los sensores
capacitivos son
similares a los
inductivos. La principal
diferencia está en que el
sensor capacitivo
produce un campo
electrostático en vez de
un campo
electromagnético.
El sensor capacitivo
puede detectar metales
y no metales tales como
papel, vidrio, líquidos y
tela, etc.
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SENSORES
ULTRASÓNICOS
Los sensores
ultrasónicos de
proximidad utilizan un
transductor para enviar
y recibir señales de
sonido de alta
frecuencia.
Cuando un objeto se
acerca a la proximidad
del sensor, la onda de
sonido se refleja hacia el
sensor causando la
conmutación del estado
de salida.
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Los sensores fotoeléctricos es un control óptico utilizado en diversos procesos
automatizados. Funciona mediante la detección de un haz de luz visible o invisible,
y respondiendo al cambio en la intensidad luminosa recibida.
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Transmisores
Los
transmisores
más
habituales en la industria son
los que se utilizan en los
siguientes ámbitos:
• Medición de la presión;
• Medición de la humedad;
• Medición de la temperatura;
• Medición de caudales;
• Medición de la tensión.
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El siguiente elemento necesario para
la automatización son los actuadores.
Un actuador es un dispositivo capaz de
transformar
energía
hidráulica,
neumática o eléctrica en la activación
de un proceso con la finalidad de
generar un efecto sobre elemento
externo.
Para saber más:
Video de Sensores y actuadores industriales
https://www.youtube.com/watch?v=pK97LdO5VGg
El actuador recibe la orden de un
regulador, controlador, Arduino o un
PLC, y en función a ella genera la orden
para activar un elemento final de
control como, por ejemplo: una válvula
o un motor.
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¿QUÉ FUNCIÓN
TIENE UN PLC PARA
LA
AUTOMATIZACIÓN?
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¿QUÉ ES UN PLC?
Un PLC (Controlador Lógico Programable) también conocido como
autómata programable es básicamente una computadora industrial, la
cual procesa todos los datos de una máquina como pueden ser
sensores, botones, temporizadores y cualquier señal de entrada. Para
posteriormente controlar los actuadores como pistones, motores,
válvulas, etc… y así poder controlar cualquier proceso industrial de
manera automática
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¿DE QUÉ PARTES ESTÁ COMPUESTO UN PLC?
Un PLC se puede dividir en diferentes
partes, las cuales pueden estar integradas
o por modulos:
•Fuente de alimentación
•Unidad de procesamiento central (CPU)
•Módulos de entradas
•Módulos de salidas
•Módulos de comunicación
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27
PROGRAMACIÓN DE PLC
Existen principalmente 3 maneras de programar un
PLC:
1 - Statement List (STL)
E l e d i t o r m u e s t ra e l p r o g r a m a c o m o e n u n
lenguaje basado en texto, las instrucciones de
control se representan como nemónicos. Se
requiere de un nivel de experiencia avanzado para
utilizar esta opción de edición.
E l e d i t o r S T L p u e d e u t i l i z a r s e p a ra v e r o e d i t a r
p r o g r a m a s c r e a d o s p o r e l e d i t o r L A D o F B D, l o
contrario no siempre es cierto.
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PROGRAMACIÓN DE PLC
2 - Lógica Escalera (LAD)
El editor muestra el programa como una representación gráfica similar a un
diagrama de cableado eléctrico. Permite emular el flujo de corriente de una
fuente a través de una serie de condiciones de entrada lógicas que en su
defecto habilitan condiciones lógicas de salida.
Las tres formas básicas que se utilizan son:
- Contactos: Representan condiciones lógicas de entrada como botones,
switches o condiciones internas.
- Bobinas “Coils”: Representan salidas como lámparas, arrancadores,
relevadores intermedios o condiciones de salida internas.
- Cajas: Representan instrucciones adicionales como contadores, timers o
instrucciones matemáticas.
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PROGRAMACIÓN DE PLC
3 - Función Block Diagram (FBD)
Este editor despliega el programa como una
representación
de
d i a g ra m a
de compuertas
lógicas, no existen contactos o bobinas, pero hay
instrucciones equivalentes que aparecen como
cajas.
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¿QUÉ ES UNA
PANTALLA HMI Y
PARA QUE SE USA?
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Básicamente una pantalla HMI es el medio por el cual un
ser humano puede interactuar con una máquina de manera
sencilla usando sus manos desde un punto centralizado, ya
sea por medio de botones, teclados, algún mouse, sliders,
indicadores, o cualquier otro medio de interacción que se le
pueda conectar para facilitar al usuario su labor.
Normalmente una pantalla HMI se conecta al PLC.
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ACTUALMENTE, CON LA
INDUSTRIA 4.0 SE ESTÁ
VOLVIENDO MUY
NECESARIO CONTAR CON
FUNCIONES IOT EN LAS
HMI´S, PARA REALIZAR EL
MONITOREO Y CONTROL
DEL PROCESO VÍA
REMOTA.
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AUTOMATIZACIÓN EN
LA INDUSTRIA 4.0
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39
1.0
2.0
3.0
4.0
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TÍTULO:
EJEMPLOS DE APLICACIÓN
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Aplicación de Industria 4.0 en el
sector automotriz
En primer lugar, no podía faltar el sector
automotriz, donde ya se utilizan
tecnologías de Industria 4.0 en sus
procesos
productivos.
Las
tareas
repetitivas y poco ergonómicas se realizan
con ayuda de la robótica colaborativa,
permitiendo así, convivir en la misma área
de trabajo a operarios y robots.
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Aplicación de Industria 4.0 en
el sector automotriz
Más allá de las mejoras y ahorros en
los procesos productivos, en cuanto
al automóvil en sí, ya se está
comenzando a introducir tecnologías
de Industria 4.0. Todos hemos oído
hablar de la conducción autónoma y
los coches inteligentes, que mediante
sensórica dotan de autonomía a los
coches para que prácticamente
conduzcan solos.
Tesla ya tiene autos autónomos en el
mercado.
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Automatización en la
industria cementera
En algunas plantas productoras de
cemento, el proceso de llenado de
sacos de cemento se realiza de
manera semi-automática.
Un
trabajador coloca las bolsas en la
llenadora y otras personas estiban los
costales de cemento en tarimas.
En las plantas automatizadas, esos
procesos los realizan diversas
máquinas y dispositivos, en beneficio
del trabajador y de la empresa.
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Sector agroalimentario, uno
de los últimos sectores en
aplicar la Industria 4.0
El
sector
agroalimentario
está
comenzando a utilizar tecnologías
como drones para el control de los
campos a través de visión artificial, o
cámaras hiperespectrales para la
detección de piedras o plásticos
cuando se realiza la recolección de
frutas o verduras. Se trata de un sector
que ha sido muy tradicional, pero que
ha visto el beneficio en términos de
calidad
y
ahora
está
muy
comprometido
con
las
nuevas
tecnologías.
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Inspección y control de
calidad de envases
El aseguramiento de la calidad
controlado por visión, funciona a una
velocidad mucho mayor y con mayor
precisión de lo que es posible con los
seres humanos.
Utilizando sistemas de visión artificial y
sistemas de inspección de envases de
fabricantes así como plantas de
envasado de alimentos a gran
velocidad. La visión industrial 3D es
uno de los últimos avances en la
industria.
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Operación y control de forma remota
Iberdrola aprovecha al máximo recursos como el
viento y el sol y permite que diferentes industrias
realicen sus operaciones a partir de fuentes
amigables con el medio ambiente.
Sin embargo, la generación de energía a través de
recursos naturales requiere de especial atención
al ser fuentes que no son manejadas por alguien.
Para tener un mejor control de sus parques las 24
horas del día durante todo el año, en Grupo
Iberdrola desarrollaron una tecnología que
permite tener acceso a esta información de forma
remota, a través de los Centros de Operación
Remotos Renovables (CORE).
El primero se instaló en Toledo, España. Desde el
viejo continente se puede acceder a los parques
que la compañía tiene instalados en diferentes
partes del mundo, como Portugal, Hungría y, por
supuesto, México. La ventaja de contar con el
control del CORE es que les permite ser más
eficientes y así maximizamos la rentabilidad de
nuestras instalaciones.
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Operación y control de forma
remota
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Compresores Atlas Copco
Smartlink: la solución inteligente
para el monitoreo remoto de tus
compresores
La Industria 4.0 les permite digitalizar los
procesos industriales a través de la
interacción de la inteligencia artificial y la
optimización de recursos. Gracias a ella,
podemos ahora gestionar de manera óptima
dichos procesos para obtener resultados más
eficientes y beneficiosos para nuestro
negocio.
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La información y diagnósticos
proporcionados por Smartlink nos
permitirá brindarte una asistencia más
eficiente. Así, una mejor planificación
del servicio de mantenimiento o de la
gestión de repuestos se traducirá en
más horas productivas de tu
compresor.
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TRACTIAN
Sensores para supervisa los datos de
vibración, temperatura, contador de
horas y consumo energético estimado.
Tu equipo siempre en alerta y listo
para la acción
Se envía una notificación de fallo a los
responsables y se genera una Orden de
Trabajo. Después, sólo has que hacer
las reparaciones oportunas en el
activo, también indicadas por los
análisis y prescripciones de la
plataforma inteligente.
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NO SIEMPRE SE PUEDE
AUTOMATIZAR: CASO
PANASONIC
En la planta Panasonic de México hace
tiempo se automatizó el proceso de
ensamble de pantallas, pero no
tuvieron éxito, debido a la complejidad
en la colocación de muchas piezas, esa
labor solo puede ser realizada por las
personas, y preferentemente mujeres.
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IMPORTANCIA DEL
MANTENIMIENTO
PARA LA
AUTOMATIZACIÓN
El objetivo del Mantenimiento, es
asegurar la competitividad de la
Empresa, garantizando niveles
adecuados de la Confiabilidad y
Disponibilidad de los equipos,
respetando los requerimientos de
calidad,
seguridad
y
medioambientales.
•
•
•
•
•
Mantenimiento correctivo
Mantenimiento preventivo
Mantenimiento predictivo
Mantenimiento proactivo
Mantenimiento autónomo
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Las técnicas predictivas más habituales
en instalaciones industriales son las
siguientes:
MANTENIMIENTO
PREDICTIVO
•
•
•
•
•
•
•
Inspecciones visuales de maquinaria
Análisis de vibraciones
Análisis termográfico
Análisis de lubricantes
Análisis ultrasónico
Análisis de líquidos penetrantes
Análisis de gases de combustión
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ANÁLISIS TERMOGRÁFICO
La termografía es una técnica que permite
determinar temperaturas a distancia y sin
necesidad de contacto físico con el objeto
a estudiar.
La termografía permite captar la radiación
infrarroja del espectro electromagnético,
utilizando cámaras termográficas.
Conociendo las características de las
superficies termografiadas, como la
emisividad, se puede convertir la energía
radiada detectada por la cámara
termográfica en valores de temperaturas.
En una termografía, cada pixel
corresponde con un valor de medición de
la radiación.
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ANÁLISIS
TERMOGRÁFICO
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TÍTULO:
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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