¿Qué es la automatización industrial? Variedades, gamas, beneficios

En este artículo, veremos una visión general de la Automatización Industrial, cuáles son algunas de las grandes ventajas de las desventajas de la Automatización Industrial, varios tipos de métodos de automatización, rangos completamente diferentes en un típico Software de Automatización Industrial y muchos más.

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Introducción

Por la razón de que el intervalo de la revolución comercial en Gran Bretaña ha sido todo el tiempo una gran cantidad de esfuerzos para crear estrategias avanzadas para ayudar a la gente con los deberes de fabricación completamente diferentes.

Un curso de fabricación industrial consiste en un conjunto de máquinas, a través de las cuales una mezcla de material crudo se transforma en el producto acabado. En este caso, el término "máquina" será algo como un motor, un taladro, una cinta transportadora, etc., que se encuentran bajo unidades electromecánicas o máquinas químicas como hornos, secadoras, métodos de combustión química, etc.

En este momento, la Automatización Industrial ha tomado el rumbo de la fabricación en las industrias y es bastante difícil pensar en una línea de fabricación con nuestros métodos de automatización. Hay una serie de elementos que dan lugar a la implantación de un sistema de automatización en la fabricación industrial, como la exigencia de una mercancía de alta calidad, las expectativas excesivas sobre la fiabilidad del producto, la producción de gran volumen, etc.

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¿Qué es la automatización industrial?

La Automatización Industrial es un medio para hacer funcionar las máquinas y las diferentes herramientas industriales con la ayuda de la programación lógica digital y la disminución de la intervención humana en la elección del curso de fabricación y el mando manual con la ayuda de las herramientas mecanizadas.

Sin duda, la definición anterior no es fácil de conocer, pero nos permite intentar percibir qué es la automatización industrial con la ayuda de un pequeño ejemplo.

Instancia para entender la automatización industrial

Piensa en un manual de fabricación industrial en el que un operario vigila la temperatura de un horno. Supongamos que el deber es alcanzar una temperatura segura y mantenerla durante una media hora.

Así, el operario debe regular primero la cantidad de gas para el horno controlando una válvula para elevar la temperatura hasta la cantidad especificada. Una vez alcanzada la temperatura deseada, hay que mantenerla ajustando continuamente la válvula, es decir, tanto aumentar como disminuir el gas en función de la temperatura durante la siguiente media hora.

Ahora, con la automatización industrial, todo el curso se maneja con la ayuda de un operador. En primer lugar, hay un sensor de temperatura colocado cerca del horno que revisa la temperatura a un PC.

Ahora, puede haber una válvula motorizada, que puede ser manejada por el PC, para que el gas llegue al horno. Basándose principalmente en las lecturas de temperatura del sensor, el ordenador abrirá la válvula para permitir que empiece a haber más gas. En cuanto se alcanza la temperatura especificada, la válvula se apaga.

Sin embargo, el ordenador puede abrir o cerrar la válvula, incluso para permitir que circule una cantidad mínima de gas, basándose principalmente en las lecturas de temperatura. El temporizador del ordenador señalará cuando se cumpla la media hora y el ordenador podrá apagar el sistema por completo.

Introducción a la automatización industrial

El ejemplo anterior puede parecer oscuro, pero sin duda ayuda a comprender cómo se lleva a cabo un sistema típico de automatización industrial. En el caso anterior, no hay intervenciones humanas y todo el proceso lo lleva a cabo el sistema de automatización.

Motivación para la automatización industrial

El periodo de automatización fue acuñado por un ingeniero de la empresa Ford Motor, que fue pionero en la automatización industrial y en la línea de reunión de fabricación. Al principio, el curso de la fabricación comercial se basa en los ojos, los brazos y la mente de un empleado, a diferencia de los sensores, los actuadores y los sistemas informáticos actuales.

Inicialmente, la implementación de la automatización en un curso de fabricación se concentra en el cambio de un empleado humano por una máquina imparcial. En un principio, estas máquinas imparciales debían ser coordinadas por un supervisor humano para que el proceso de fabricación fuera limpio.

Sin embargo, con los avances tecnológicos en los métodos de gestión analógicos y digitales, los microprocesadores y los PLC (controladores lógicos programables) y los distintos sensores, se ha vuelto muy sencillo sincronizar una serie de máquinas y procesos imparciales y conseguir una verdadera automatización industrial.

A medida que el sistema económico industrial ha aumentado, los métodos empresariales para la automatización industrial también se han modificado con el tiempo. Hoy en día, las motivaciones básicas para implantar la automatización industrial son

  • Mejorar la fabricación
  • Disminución del valor, especialmente del valor humano
  • Mejorar la norma del producto
  • Uso respetuoso con el medio ambiente de los materiales no cocinados
  • Reducir el consumo de energía
  • Aumenta los beneficios de la empresa

Sólo hay algunas motivaciones secundarias para utilizar la automatización en el curso de la fabricación industrial, como ofrecer un entorno seguro para el operario, disminuir la contaminación del aire ambiente, etc.

Curso de Automatización Industrial de

Existen varios métodos para explicar los grados de un Curso de Automatización Industrial, sin embargo el más sencillo de todos es el siguiente triángulo jerárquico de ilustración en tres fases de un típico Software de Automatización Industrial.

Introducción a los niveles de automatización industrial

Grado de supervisor

Situado en la parte superior de la jerarquía, el escenario del supervisor suele consistir en un PC industrial, que a menudo se presenta como un PC de sobremesa o un PC de panel o un PC montado en bastidor. Estos ordenadores funcionan según los métodos de trabajo habituales con un determinado programa de software, a menudo suministrado por el proveedor para el curso de gestión industrial.

El objetivo principal del programa informático es el curso de visualización y parametrización. Para la comunicación se utiliza una ethernet industrial concreta, que será una LAN Gigabit o cualquier topología wi-fi (WLAN).

Licenciatura en Gestión

El Grado de Gestión es el nivel medio dentro de la jerarquía y es el grado en el que se ejecutan todas las aplicaciones asociadas a la automatización. Para ello, normalmente se utilizan los controladores lógicos programables o PLC, que proporcionan una funcionalidad informática en tiempo real.

Los PLC suelen realizarse con microcontroladores de 16 o 32 bits y funcionan con un sistema de trabajo propio para satisfacer las necesidades de tiempo real. Además, los PLC son capaces de interactuar con varias unidades de E/S y pueden hablar a través de diversos protocolos de comunicación, como el CAN.

Grado de dominio

Las herramientas de los terminales, como los Sensores y Actuadores, se clasifican en Grado de Materia dentro de la jerarquía. Los sensores, como los de temperatura, ópticos, de tensión, etc., y los actuadores, como los motores, las válvulas, los interruptores, etc., se conectan a un PLC a través de un bus temático, y la comunicación entre un sistema de grado temático y el PLC correspondiente suele basarse en una conexión punto a punto.

Cada red cableada e inalámbrica se utiliza para la comunicación y, utilizando esta comunicación, el PLC puede incluso diagnosticar y parametrizar piezas diversas.

Además, un curso de automatización industrial del sistema requiere además dos métodos principales. Son:

  • Fuente de alimentación industrial
  • Seguridad y protección

Las necesidades de instalación de los distintos métodos en los diferentes escalones de la jerarquía serán notablemente diferentes. Por ejemplo, los autómatas programables suelen funcionar con 24 V de corriente continua, mientras que los motores pesados funcionan con corriente alterna monofásica o trifásica.

Por lo tanto, se requiere una variedad de entradas de energía correctas para un funcionamiento sin problemas. Además, debe haber seguridad para el programa de software que se utiliza para regular los PLC, ya que puede modificarse o corromperse fácilmente.

Contemplando todas las gamas mencionadas y sus partes correspondientes, un Sistema de Automatización Industrial típico podría tener la siguiente construcción.

Introducción al sistema completo de automatización industrial

Tipos de programas de automatización industrial

Ahora que hemos visto un poco sobre la estructura de un sistema de automatización industrial típico, permítenos continuar con el diálogo de los programas de automatización industrial de tipo completamente diferente. Los programas de automatización industrial suelen clasificarse en 4 variedades.

  • Sistema de automatización fijo
  • Sistema de automatización programable
  • Sistema de automatización versátil
  • Sistema de automatización incorporado

Sistema de automatización fijo

En un sistema de automatización fijo, las herramientas de fabricación se fijan con un conjunto de operaciones o tareas duras y rápidas, y a menudo no hay modificaciones en esas operaciones. El Sistema de Automatización Fijo se utiliza a menudo en procesos de circulación constante, como los transportadores y los métodos de fabricación en masa.

Sistema de automatización programable

En el Sistema de Automatización Programable, la secuencia de operaciones, además de la configuración del equipo, se modificará mediante controles digitales. Este método requiere una gran cantidad de esfuerzo y tiempo para reprogramar las máquinas y suele utilizarse en el curso de la fabricación por lotes.

Sistema de automatización versátil

Un sistema de automatización versátil suele estar gestionado en todo momento por sistemas informáticos y, a veces, se lleva a cabo in situ, donde el producto varía continuamente. Las máquinas CNC son la instancia de apuesta por esta técnica. El código que el operario da al ordenador es único para un trabajo seleccionado y, basándose sobre todo en el código, la máquina adquiere los instrumentos y herramientas necesarios para la fabricación.

Sistema de automatización incorporado

Un sistema de automatización integrado es un conjunto de máquinas, procesos e información imparciales que trabajan en sincronía bajo el mando de un único sistema de gestión para implementar un sistema de automatización para un curso de fabricación. El CAD (diseño asistido por ordenador), el CAM (fabricación asistida por ordenador), los instrumentos y máquinas controlados por ordenador, los robots, las grúas y las cintas transportadoras se integran mediante una programación y una gestión de fabricación avanzadas.

Ventajas y desventajas de la automatización industrial

Beneficios

  • Simplemente se cambiará la función que realizan los operarios humanos en el trabajo de la carrocería.
  • Los operadores humanos pueden evitar trabajar en entornos de producción nocivos con temperaturas excesivas, contaminación atmosférica, componentes intoxicantes o sustancias radiactivas.
  • Las tareas que son difíciles para un operador humano típico simplemente se realizarán. Estas tareas consisten en levantar cientos pesados y enormes, trabajar con objetos extraordinariamente pequeños, etc.
  • La fabricación es siempre más temprana y el precio del producto es considerablemente más bajo (en comparación con el producto idéntico que se produce con el funcionamiento manual).
  • Se incorporará una serie de controles de gestión de la calidad en el curso de la fabricación para proporcionar consistencia y uniformidad.
  • Se mejorará considerablemente el sistema económico del comercio, lo que influye directamente en lo habitual de los residentes.

Desventajas

  • Falta de mano de obra. Como la mayor parte del trabajo se realiza con máquinas, la necesidad de mano de obra puede ser mucho menor.
  • Todas las tareas especificadas no pueden automatizarse con los conocimientos actuales. Por ejemplo, las mercancías con tamaños y estilos irregulares son las mejores para la recogida manual (esta evolución parece estar cambiando con sistemas informáticos y algoritmos superiores).
  • Es posible hacer uso de la automatización para un curso seguro de fabricación de mercancías de gran volumen, repetible y constante.
  • El valor preliminar de la implantación de un sistema de automatización puede ser muy excesivo.
  • Para el mantenimiento y la reparación siempre es necesario un conjunto de personal cualificado.
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