jueves, 22 de mayo de 2008

LOGICA CABLEADA

ELECTRICA

En la acepción de los técnicos electromecánicos, la lógica cableada industrial es la técnica de diseño de pequeños a complejos
autómatas utilizados en plantas industriales, básicamente con relés cableados. En la acepción de los técnicos en telecomunicaciones y en informática, la lógica cableada utiliza compuertas lógicas discretas (TTL, CMOS, HCMOS), para implementar circuitos digitales de comunicaciones y computadores.
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas óleo-hidráulicas o
neumáticas y otros componentes. Los cableados incluyen funciones de comando y control, de señalización, de protección y de potencia. La potencia además de circuitos eléctricos comprende a los circuitos neumáticos (mando por aire a presión) u óleo hidráulicos (mando por aceite a presión). Crea automatismos rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros. Si se ha de realizar otra tarea será necesario realizar un nuevo diseño. Se emplea en automatismos pequeños, o en lugares críticos, donde la seguridad de personas y maquinas, no puede depender de la falla de un programa de computación.
En sistemas mayores también se emplea el
autómata programable, entre los que se encuentran los PLC controlador lógico programable, la RTU Unidad Terminal Remota o los relés programables, o computadoras o servidores de uso industrial. Estos autómatas no se programan en lenguajes tradicionales como cualquier computador, se programan en Ladder, lenguaje en el cual las instrucciones no son otra cosa que líneas de lógica cableada. Así el conocimiento de la lógica cableada es de fundamental importancia para quien programa un autómata programable o PLC. La lógica cableada más que una técnica, hoy en día constituye una filosofía que permite estructurar circuitos en forma ordenada, prolija y segura, sea en circuitos cableados o programados. La práctica de la lógica cableada ha sido asimilada por otras ramas de la tecnología como las telecomunicaciones y la informática, con la introducción del cableado estructurado en edificios, oficinas y locales comerciales, lugares donde es poco usual el manejo de esquemas y dibujos de las instalaciones eléctricas, excepto la de potencia, la elaboración de proyectos de detalle y el cableado en forma ordenada mediante el uso borneras y regletas, que pasaron a llamarse “patcheras” en el caso de las redes de datos y telefonía.
A continuación se describen los elementos, circuitos básicos y la filosofía comúnmente empleada en la lógica cableada. Los dibujos de los componentes presentados no siguen una normativa en particular, correspondiendo al estilo europeo de dibujo de esquemas eléctricos (normas CEI internacional, DIN de Alemania, NF de Francia).


La lógica cableada es una forma de realizar controles, en la que el tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.), se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente asociados a temporizadores y contadores.
A través de la conexión de los contactos de los diferentes elementos involucrados, se ejecutan secuencias de activación, desactivación y temporizaciones de los diferentes elementos que permiten realizar el manejo de la maquinaria (contactores, válvulas, pistones, calefactores, motores, etc.). El uso de relés auxiliares hace posible incrementar la cantidad de contactos disponibles para realizar la lógica, lo cual habitualmente es necesario, además de servir de interfaz al manejar diferentes niveles de voltaje (24 a 220 Vac y viceversa, por ejemplo). Las temporizaciones también son recurrentes, por lo cual uno o más temporizadores son comúnmente encontrados en estos sistemas.












Relés

En la lógica cableada, la mención de “relé” comprende diversos equipamientos eléctricos y electrónicos, de distinta tecnología y función. Todos estos equipos, aparatos o instrumentos, son considerados como “relés” en la medida de que cuenten con contactos eléctricos NA o NC de salida, y realicen una función particular de Lógica Cableada. Las entradas pueden ser bobinas, circuitos de medida de tensión, corriente, temperatura, nivel, accionamientos físicos y manuales, comandos remotos, por cable o por radiofrecuencia.
Así por ejemplo, un relé puede ser un control de nivel o temperatura, un relé electromecánico, un contactor con contactos auxiliares, un relé de sub o sobre tensión, un relé de protección y decenas de otras funciones, que distintos fabricantes de equipamiento industrial catalogan como “relés”.

Enclavamientos

Los enclavamientos impiden que dos ordenes de mando contradictorias tengan efecto simultáneamente. Existen muchas formas de realizarlo, eléctricamente en las botoneras o pulsadores de mando, entre relés, en el circuito de potencia y hasta mecánicamente entre motores con funciones opuestas.
Comando Secuencial
Como su nombre lo dice, un comando secuencial es un circuito con una secuencia de estados predeterminada, y dependientes de ciertas entradas del sistema (pulsadores, detectores, etc.). Las secuencia pueden ser fija, producidas por un reloj electromecánico (motor eléctrico con un reductor, levas y contactos de salida). Por ejemplo; los controles automáticos de las lavadoras domésticas, hornos de microondas, etc. Las secuencias no fijas, son producidas por cadenas de relés temporizados, donde al cumplirse el tiempo de retardo programado para un relé, se dispara el conteo de tiempo del relé temporizado correspondiente al estado siguiente. Para proyectar y diseñar sistemas de lógica cableada complejos, se emplean
Diagrama de Flujo, donde los distintos estados del diagrama luego se ven reflejados en relés automantenidos, y las entradas se corresponden a pulsadores y detectores del circuito de mando.El Autor considero que no ha tenido en cuenta la anotación bien en los Contactores, debido a que si el último contacto que pone como cerrado, es del contactor 4 y este

Automatismos neumáticos

Basan su funcionamiento en la utilización de aire comprimido. La rama de la ciencia y la técnica que estudia las propiedades y aplicaciones del aire comprimido es la neumática.
El aire comprimido se obtiene a partir de una máquina llamada compresor, que toma aire del exterior y lo comprime aumentando su presión. Se suelen incluir elementos destinados a acondicionar el aire comprimido que circula por la red de distribución, como la presencia de filtros, que se encargan de eliminar las impurezas y reguladores de presión, cuya misión es mantener constante la presión a lo largo de todo el circuito.
El flujo de aire comprimido es controlado mediante las válvulas neumáticas. A través de ellas se puede vigilar el estado de los actuadores neumáticos, que transforman la energía del aire comprimido en energía mecánica, produciendo un movimiento.
Los actuadores pueden ser de dos tipos:
Cilindros neumáticos: disponen de un vástago que realiza un movimiento lineal de avance y retroceso. Pueden ser de simple efecto o de doble efecto.
Motores neumáticos: producen un movimiento rotatorio que transmiten a un eje. Destacan los motores de paletas, cuyo funcionamiento es inverso al de los compresores.

http://www.euskalnet.net/j.m.f.b./neunatica.htm

ELECTRONICA
La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de
información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:
Electrónica de control
Telecomunicaciones
Electrónica de potencia

Sistemas electrónicos
Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes:
Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc.
Circuitos de
procesamiento de señales – Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.
Salidas o Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda automáticamente cuando este obscureciendo.
Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito procesador) y la tercera (circuito actuador).
Como ejemplo supongamos un
televisor. Su entrada es una señal de difusión recibida por una antena o por un cable. Los circuitos de procesado de señales del interior del televisor extraen la información sobre el brillo, el color y el sonido de esta señal. Los dispositivos de salida son un tubo de rayos catódicos que convierte las señales electrónicas en imágenes visibles en una pantalla y unos altavoces. Otro ejemplo puede ser el de un circuito que ponga de manifiesto la temperatura de un proceso, el transductor puede ser un termocouple, el circuito de procesamiento se encarga de convertir la señal de entrada en un nivel de voltaje (comparador de voltaje o de ventana) en un nivel apropiado y mandar la información decodificándola a un display donde nos dé la temperatura real y si esta excede un límite preprogramado activar un sistema de alarma (circuito actuador) para tomar las medida pertinentes



ELECTRONEUMATICA
La electroneumatica es un tipo de automatización donde la secuencia de control esta hecha por medio de dispositivos. Es la aplicación en donde combinamos dos importantes ramos de la automatización como son la neumática (Manejo de aire comprimido) y electricidad y/o la electrónica.

FUNCIONES EN LA AUTOMATIZACION:


En electroneumática, la energía eléctrica substituye a la energía neumática como el elemento natural para la generación y transmisión de las señales de control que se ubican en los sistemas de mando.Los elementos nuevos y/o diferentes que entran en juego están constituidos básicamente para la manipulación y acondicionamiento de las señales de voltaje y corriente que deberán de ser transmitidas a dispositivos de conversión de energía eléctrica a energía neumática para lograr la activación de los actuadores neumáticos.


VENTAJAS Y DESVENTAJAS:


Sus ventajas: Mediana fuerza (porque se pueden lograr fuerzas mucho más altas con la hidráulica). Altas velocidades de operación. Menos riesgos de contaminación por fluidos (especialmente si se utiliza en la industria de alimentos o farmacéutica). Menores costos que la hidráulica o la electricidad neta.Desventajas: alto nivel sonoro. No se pueden manejar grandes fuerzas. El uso del aire comprimido, si no es utilizado correctamente, puede generar ciertos riesgos para el ser humano. Altos costos de producción del aire comprimido.




























ELECTROHIDRAULICA



En la actualidad, en las grandes y medianas empresas de producción se tienen implementados procesos que poseen la necesidad de emplear grandes cantidades de energía.

FUNCIONES EN LA AUTOMATIZACION:El empleo de la energía hidráulica se hace presente en este momento en las maquinas de moldeo, grúas, entre otros, son áreas en donde se requieren grandes esfuerzos y presiones que tanto la energía neumática como la eléctrica no son apropiadas ya sea por razones económicas o por las magnitudes de los esfuerzos requeridos.


VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
Ventajas: La energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no se agota la fuente primaria al explotarla, y es limpia, ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo.Desventajas: el impacto medioambiental de las grandes presas, por la severa alteración del paisaje e, incluso, la inducción de un microclima diferenciado en su emplazamiento, la bondad ecológica de este concepto en los últimos años.Al mismo tiempo, la madurez de la explotación hace que en los países desarrollados no queden apenas ubicaciones atractivas por desarrollar nuevas centrales hidroeléctricas, por lo que esta fuente de energía, que aporta una cantidad significativa de la energía eléctrica en muchos países (en España, según los años, puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo adicional excesivo. Recientemente se están realizando centrales minihidroeléctricas, mucho más respetuosas con el ambiente y que se benefician de los progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y una viabilidad económica razonables además de ser catalogada como energía renovable.



Esencialmente hablando, la diferencia que existe en el área de diseñode circuitos es poca entre la neumática y la hidráulica.La robustez de los elementos hidráulicos, como es de suponerse, esmayor que en los neumáticos.Dispositivos de seguridad y el empleo de bombas en vez de com-presores son algunas de esas diferencias. Por lo mismo, no existemayor dificultad para pasar de manera inmediata a la solución deproblemas simples en el área de la electrohidráulica.
montaje;equipos de elevación; prensas; máquinas de moldeo; grúas, entreotros, son áreas en donde se requieren grandes esfuerzos y presionesque tanto la energía neumática como eléctrica no son apropiadasya sea por razones económicas o por las magnitudes delos esfuerzos





REDES INDUSTRIALES SCADA

SCADA
Control supervisor y adquisición de datos.Comprende todas aquellas soluciones de aplicación para referirse a la captura de información de un proceso o planta industrial (aunque no es absolutamente necesario que pertenezca a este ámbito), para que, con esta información, sea posible realizar una serie de análisis o estudios con los que se pueden obtener valiosos indicadores que permitan una retroalimentación sobre un operador o sobre el propio proceso, tales como:



1- Indicadores sin retroalimentación inherente (no afectan al proceso, sólo al operador):
2- Estado actual del proceso. Valores instantáneos;
3- Desviación o deriva del proceso. Evolución histórica y acumulada;
4- Indicadores con retroalimentación inherente (afectan al proceso, después al operador):Generación de alarmas;
5- HMI Human Machine Interface (Interfaces hombre-máquina);Toma de decisiones:Mediante operatoria humana;Automática (mediante la utilización de sistemas basados en el conocimiento o sistemas expertos. Etc.

Este gráfico es un ejemplo de la aplicación del sistema SCADA en áreas industriales. Éstas áreas pueden ser:

1-Monitorizar procesos químicos, físicos o de transporte en sistemas de suministro de agua, para controlar la generación y distribución de energía eléctrica, de gas o en oleoductos y otros procesos de distribución.


2- Gestión de la producción (facilita la programación de la fabricación)

3- Mantenimiento (proporciona magnitudes de interés tales para evaluar y determinar modos de fallo, MTBF, índices de Fiabilidad, entre otros)

4- Control de Calidad (proporciona de manera automatizada los datos necesarios para calcular índices de estabilidad de la producción CP y CPk, tolerancias, índice de piezas NOK/OK, etc.;Administración (actualmente pueden enlazarse estos datos del SCADA con un servidor ERP (Enterprise Resource Planning o sistema de planificación de recursos empresariales), e integrarse como un módulo más)


5- Tratamiento histórico de información (mediante su incorporación en bases de datos).
Concepto del SistemaUn sistema SCADA incluye un hardware de señal de entrada y salida, controladores, interfaz hombre-máquina, redes, comunicaciones, base de datos y software.


COMCEPTO DEL SISTEMA

El termino SCADA usualmente se refiere a un sistema central que monitoriza y controla un sitio completo o un sistema que se extiende sobre una gran distancia (kilómetros / millas). La mayor parte del control del sitio es en realidad realizada automáticamente por una Unidad Terminal Remota (UTR) o por un Controlador Lógico Programable (PLC). Las funciones de control del servidor están casi siempre restringidas a reajustes básicos del sitio o capacidades de nivel de supervisión. Por ejemplo un PLC puede controlar el flujo de agua fría a través de un proceso, pero un sistema SCADA puede permitirle a un operador cambiar el punto de consigna (set point) de control para el flujo, y permitirá grabar y mostrar cualquier condición de alarma como la pérdida de un flujo o una alta temperatura. La realimentación del lazo de control es cerrada a través del RTU o el PLC; el sistema SCADA monitorea el desempeño general de dicho lazo


CELDAS DE MANUFACTURA
Es la agrupación de una serie de máquinas distintas con el objeto de simular un flujo de producción.
PrerrequisitosTiempos de montaje o preparación bajosVolumen suficienteHabilidad de solución rápida de problemas en líneaAgrupación por familias de productoEntrenamiento multifuncional a operadores.
Características


Más dependiente de la gente que de las máquinas


Operaciones se balancean con base en tiempo de cicloEquipo flexible en vez de supermáquinas


Mover pequeñas cantidades.


Distancias cortas


Distribución compacta


Todo en su lugar.
¿Por dónde empezar?


Por orden y limpieza, organización del lugar de trabajo


· Acortar bandas transportadoras· Fijar rutas del producto


· Eliminar almacenes de inventario en proceso· Acortar distancias


· Establecer un flujo racional de material, con sus puntos de flujo y abastecimiento.


Control visual



Los controles visuales están íntimamente relacionados con los procesos de estandarización. Un control visual es un estándar representado mediante un elemento gráfico o físico, de color o numérico y muy fácil de ver. La estandarización se transforma en graficos y estos se convierten en controles visuales. Cuando sucede esto, sólo hay un sitio para cada cosa, y podemos decir de modo inmediato si una operación particular está procediendo normal o anormalmente.Un control visual se utiliza para informar de una manera fácil entre otros los siguientes temas:
1. Sitio donde se encuentran los elementos


2. Frecuencia de lubricación de un equipo, tipo de lubricante y sitio donde aplicarlo


3. Estándares sugeridos para cada una de las actividades que se deben realizar en un equipo o proceso de trabajo


4. Dónde ubicar el material en proceso, producto final y si existe, productos defectuosos


5. Sitio donde deben ubicarse los elementos de aseo, limpieza y residuos clasificados


6. Sentido de giro de motores


7. Conexiones eléctricas


8. Sentido de giro de botones de actuación, válvulas y actuadores


9. Flujo del líquido en una tubería, marcación de esta, etc.


10.Franjas de operación de manómetros (estándares)


11. Dónde ubicar la calculadora, carpetas bolígrafos, lápices en el sitio de trabajo· Eliminación de la sobreproducción· Prioridad en la producción, el Kanban con más importancia se pone primero que los demás· Se facilita el control del material


HIDRAULICA
La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se relaciona con el estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos.Hidráulica, aplicación de la
mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.

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