5 Niveles de Automatización PDF

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Resúmenes de videos. Profesor Juan Jaime Zúñiga. ESIME Azcapotzalco...

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco

VIDEOS

Profesor: Juan Jaime Ortiz Zúñiga.



5 Niveles de Automatización. La  pirámide  de  automatización  cuenta  con  cinco  niveles  que  se  encuentran  en  un  entorno industrial,labaseseconformaporelhardwarequevienesiendolosdispositivosfísicosdeun sistema,  en  éste  caso  los  actuadores,  sensores,  etc.,  en  el  segundo  nivel  se  encuentran  los controladoreslógicoscomolosPLC,enelsiguientenivelseencuentranlossistemasdesupervisión yadquisicióndedatos,enelcuartonivelseencuentranlossistemasdeejecucióndelafabricación, enlacimadelapirámideseencuentraloqueeslagestiónyplanificaciónintegral.Todaslas tecnologíasseencuentraninterrelacionadasdentrodecadanivelyentrelosdistintosnivelesa travésdelascomunicacionesindustriales. Lostécnicosjueganunpapelfundamentalenlosprocesosproductivosactualesperonosiempre estáncapacitadosparaloqueserequiere,paraesto,laempresaSMC,creóelsistemaHAS-200que se  creó  en  colaboración  con  otras  empresas  de  diversos  sectores  con  altos  niveles  de automatización,asícomotambiénparticiparoneneldesarrollodelaHAS-200universidadesy centrosdeformación.Elresultadodeestofuelacreacióndeunsistemadidácticoquepermite desarrollarlascompetenciasprofesionalesquesedemandanenlaindustriaactualydelfuturo, éstesistemasediseñóparaalcanzarlos5nivelesdelapirámidedeautomatización. ELHAS-200esunafábricarealadaptadaalasdemandasyelpresupuestodelentornoformativo, ademásqueesunsistemamodularyflexible,cuentacon11estacionesdetrabajocompletamente modularesdondeserealizanoperacionesnecesariasparallegaralproductofinal,lamateriaprima incluye  un  recipiente  con  cuatro  tipos  de  etiqueta,  cada  una  tiene  un  código  de  barras  que identificaelproductoduranteelproceso,losbotessellenandeperlasdecoloresendistintas cantidades,secontrolan,secierran,seidentifican,sealmacenanyseexpiden. Alimentacióndebotesmulticolor.Suministralosrecipientesmulticoloresparaserllenadosenlas estacionesdeproducciónycomotodaslasestacionestieneunlectordecódigodebarraspara identificarlasetiquetasasícomounsistemadediagnósticoyreparacióndeaveríasydecambio rápidodealmacéndebotes. Estacionesdeproducción.Permitenlaalimentación,llenadoypesadodelosrecipientes. Estacionesdecontrol.Midenlaalturadelmaterialcontenidoenlosrecipientes. Colocacióndetapas.Alimentalatapaycierraelrecipiente,asícomotambiéncolocaunaetiqueta deidentificaciónconlafecha,ellote,etc. Almacénvertical.Secomponepordosejeseléctricosservocontroladosypermitealmacenarhasta 81recipientes.Almacénhorizontal.Tieneunejeeléctricoservocontroladoyotroconmotores pasoapasoypuedealmacenarhasta56recipientes.Ambosalmacenesconstanconunterminal deoperadorparafacilitarlainterfacealusuario. Paletizado.Elpaletizadoylaexpedicióndelproductofinalsonlaúltimaoperacióndelproceso.La expedicióndelproductosehaceenbloquesde4unidadesquesondespachadosunavezquese completaelbloque,estaestacióntambiéntieneelsistemadedetecciónyreparacióndeaverías. Almacéndemateriaprima.Enesaestaciónposibilitaelalmacenajedetapas,recipientesyperlas paraestardisponiblesdeformarápidaparaelreaprovisionamientodelafábrica.

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TodaslasestacionestienenunPLCdeúltimageneraciónparaelcontroldelasecuenciaenmodo manualeintegrado,asícomodelestablecimientodelascomunicacionespormediodeEthernet conlosnivelessuperiores. El  programa  EdMES  (Education  and  manufacturing  execution  system)  permite  reproducir  las situacionesrealesysituacionesmásrelevantesdeunsistemadeejecucióndelaproducción.A travésdecadaunodesusmódulospermiteintroducireidentificarpedidos,ordenarlos,establecer ellayoutdelprocesoproductivo,generargráficosdecontrolestadístico,analizarelrendimiento, etc. HAS-200incluyeunsistemaen3Ddesupervisiónllamado3Dsupra,medianteelcualsemonitoriza el  funcionamiento  de cada  una de  las  estaciones.  La topología  de  comunicaciones permite el controldelsistemademaneraremota.Laflexibilidadyeldiseñomodulardelsistemapermitenla composición  de  numerosas  configuraciones  diferentes,  atendiendo  a  las  necesidades  y presupuestos.Lasdimensionesdelsistemaposibilitaneltrabajosimultáneodevariosusuariosen la  estación,  lo  que  fomenta  el  trabajo  en  equipo.  HAS-200  está  fabricado  íntegramente  con materialesindustriales.

Estructura de un sistema de control neumático. Elprimercomponentedeunsistemadecontrolneumáticoeslaunidaddemantenimiento,lacual eslauniónentrelareddedistribucióndeaireyelcircuitoneumáticodecontrol,controlala presiónsuministradaalcircuito,limpiaelaire,puedeañadiraceiteparalubricarloscomponentes delcircuito.Loquesigueesseleccionarloscomponentesqueharáneltrabajo(enesecasose seleccionauncilindrodesimpleefecto).Alconectarlaunidaddemantenimientodirectamenteal cilindroésteavanzará,sinembargoconestonosepodráhacervolveralcilindroasuposición original,amenosquesecambielaconexiónalladoopuestodelcilindroperoestonoesnipráctico niseguroporloquesedebeusarunaválvuladistribuidoraparaconectarelcilindroconlaunidad demantenimientoyestoesunaccionamientodirectoperoesraroqueenunsistemadecontrol neumático  se  accione  directamente,  normalmente  las  señales  de  control  se  emiten  usando elementosindependientes.Otraconsideraciónesladeincorporarcaracterísticasdeseguridaden uncircuito,comovendríasiendoelañadirunsegundopulsadorparaelavance,loquehacequeel operadoruseambasmanosparaelaccionamiento,paraestoseincluyeunaválvulaAND. Laestructuradeunsistemadecontrolneumáticopuedeserdescritaentérminosdelafunciónde sus  componentes.  El  primer nivel  es  la  fuente  de  energía  y  su  preparación.  El  segundo  nivel contieneloscomponentesqueinicianlasseñalesdecontrol.Eneltercernivelseencuentranlas funcioneslógicas queprocesan estasseñales,este niveldeterminalascondiciones quedeben cumplirse  antes de  que  se  muevan  los  actuadores.  El cuarto nivel  contiene  los  elementos  de controlqueenvíanairealosactuadores.Elquintonivelcontienelosactuadores.Notodoslos circuitosdecontroltienencomponentesseparadosparacadanivel,enloscircuitossencillosun componentepuedeproporcionarlasfuncionesdemúltiplesniveles.Independientementedesu complejidad,todosloscircuitosneumáticosdecontrolcontienenestoscinconivelesfuncionales básicos.

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