Aplicaciones de los PLC en la Industria Moderna PDF

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Aplicaciones de los PLC en la Industria Moderna Los enormes avances de la industria moderna han disparado las numerosas aplicaciones de los PLCs en temas de automatización industrial. Por eso, nos vamos a centrar en conocer más sobre estos dispositivos electrónicos que han sido capaces de revolucionar el mundo.

Los PLC y su importancia actual Los PLC (Controlador lógico programable) o autómatas programables son dispositivos electrónicos que permiten programar una lógica para controlar todo tipo de máquinas y procesos industriales. La gran ventaja de los PLCs a diferencia de las computadoras es la gran cantidad de entradas y salidas que pueden gestionar así como su durabilidad y capacidad de funcionamiento en entornos agresivos para la electrónica. Esto supone para las empresas un gran ahorro de dinero en mantenimiento. Pero los ahorros en mantenimiento no es únicamente el beneficio que aporta el PLC. También permite un aumento significativo de la vida útil de las máquinas industriales y sus equipos asociados. Sin duda las aplicaciones del plc en la industria moderna tienen un gran recorrido todavía.

El PLC en la automatización industrial El PLC ha supuesto una gran revolución en la automatización industrial. Estos aparatos electrónicos, debido a su facilidad de programación, han terminado por ser clave en la modernización de las empresas. Los autómatas programables han ido sustituyendo desde los años 60, los antiguos sistemas de control basados en circuitos eléctricos, relés, interruptores y otros componentes eléctricos. Así pues, hoy en día contamos con procesos productivos industriales con un considerable ahorro de costes, pero también de tiempo, ya que al reducir el mantenimiento y alargar la vida útil, se logra que trabajen a un rendimiento mucho mayor. Por otro lado, la evolución de los lenguajes de programación ha sufrido cambios importantes que han permitido desarrollar leguajes cada vez más sencillos, lo que supone un ahorro en tiempo de formación para los técnicos. Actualmente, los lenguajes de programación de autómatas se basan diagramas de contactos, programación basada en Basic o C o en lógica de estado. Además, el PLC tiene un enorme campo de aplicación, como vamos a ver a continuación. En todos ellos se usa principalmente en maniobras de maquinaria. Aun así, también es útil para abarcar otros procesos y sistemas complejos de la industria moderna. Otro punto a favor de los PLC en su uso industrial moderno es la conexión a internet. Debido a este aspecto, que puede parecer sencillo a priori y no tan importante, permite una monitorización del funcionamiento desde cualquier ordenador en múltiples ubicaciones, tanto dentro de una fábrica como fuera de ella.

Aplicaciones del PLC en la industria moderna Veamos ahora cómo los sistemas PLC se aplican en los diversos tipos de procesos industriales. De hecho, su utilidad abarca muchos flancos, desde aquellos de pequeña envergadura como dosificadores o montacargas, hasta complejos sistemas de control o líneas completas de producción. Solo hay que elegir el modelo adecuado para cada caso. Conozcamos varios ejemplos ilustrativos.

Maniobras de maquinaria Comenzamos con las maniobras de maquinaria. En este caso encontramos muchas aplicaciones interesantes:

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Máquinas de procesado de gravas, cementos y arenas.

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Máquinas industriales para la madera y los muebles.

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Maquinaria industrial del plástico.

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Máquinas – herramientas complejas.

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Máquinas de ensamblaje.

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Maquinaria de transferencia.

Maniobra de instalaciones En el campo de la maniobra de instalaciones, también encontramos aplicaciones interesantes para el PLC: 

Instalaciones de seguridad.

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Instalaciones de calefacción y aire acondicionado.

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Instalaciones de plantas para el embotellado.

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Instalaciones de transporte y almacenaje.

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Instalaciones para tratamientos térmicos.

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Instalaciones de la industria de la automoción.

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Instalaciones industriales azucareras.

Industria del automóvil Hemos comentado la importancia de las aplicaciones de los PLC en la industria de la automoción. Y efectivamente, sus usos son muchos y muy variados e importantes: Aplicaciones en cadenas de montaje para soldaduras, cabinas de pintura, ensamblaje,

 etc. 

Uso en máquinas de herramientas como fresadoras, taladradoras, tornos, etc.

Fabricación de neumáticos Muy emparentado con la industria automotriz, encontramos aplicaciones importantes para la fabricación de neumáticos: 

Control de maquinaria para la extrusión de gomas, el armado de cubiertas…

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Control de sistemas de refrigeración, calderas, prensas de vulcanizado…

Plantas petroquímicas y químicas En el sector de la industria química también descubrimos una serie de usos importantes para el PLC: 

Aplicación en oleoductos, refinados, baños electrolíticos, tratamientos de aguas residuales y fecales, etc.

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Control de procesos como el pesaje, la dosificación, la mezcla, etc.

Otros sectores industriales Y por último, también observamos más aplicaciones en sectores diversos de la industria moderna: 

Metalurgia: control de hornos, fundiciones, laminado, grúas, forjas, soldadura, etc.

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Alimentación: empaquetado, envasado, almacenaje, llenado de botellas, embotellado, etc.

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Madereras y papeleras: serradoras, control de procesos, laminados, producción de conglomerados…

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Producción de energía: turbinas, transporte de combustibles, centrales eléctricas, energía solar…

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Tráfico: ferrocarriles, control y regulación del tráfico… Domótica: temperatura ambiente, sistemas anti robo, iluminación, etc. Siemens Simatic PCS7 Solución integral para el control de procesos industriales.

Desde hace más de 20 años Maval ha sido una empresa referente en automatización y control de procesos industriales desarrollando proyectos a medida para diferentes sectores con un objetivo muy claro, la mejora de la eficiencia y la competitividad industrial. Somos expertos desarrolladores e integradores de sistemas de control de procesos a medida, apostando siempre por la integración un control de procesos fácilmente escalable que se integre a la perfección en un proyecto global de digitalización industrial a largo plazo. Una de las referencia para el control de procesos de Siemens e integrada dentro de su portal TIA dedicado a la automatización total de la industria es SIMATIC PCS7, el core para el control de procesos de Siemens.

En Maval insistimos mucho con el tema de la digitalización industrial y la integración de todos los sistemas y actividades en el entorno digital. Esto obedece a dos grandes razones: una el aprovechamiento de la tecnología y el uso de los datos a la hora de optimizar procesos y otra, la necesidad de dar respuesta a los grandes desafíos de la producción industrial, la demanda de productos de alta calidad, mayor personalización, sometidos a regulaciones cada vez más estrictas y por otro lado la necesidad de optimizar la producción y obtener un TTM cada vez más reducido.

Dentro del ecosistema de la industria digital de Siemens nos encontramos a simatic PCS7 como su buque insignia a nivel de control de procesos.

PCS7 nos proporciona una infraestructura que lo hace fácilmente integrable con otros elementos del sistema de digitalización industrial de siemens como los sistema de ejecución y administración de la manufactura, el ciclo de vida del proyecto. los sistemas de gestión documental y de I+D+I industrial como R&D suite.

Hoy día básicamente podemos hablar de autómatas programables y ordenadores de control industrial. todo este espectro está cubierto por los productos incluidos en la oferta que siemens ofrece dentro de (TIA) Tolally Integrated Automation. En este momento un sistema de automatización está basado en controladores informatizados basado en software y hardware controladores que nos permiten automatizar multitud de procesos. En Maval llevamos muchos años confiando en las soluciones de Siemens por tecnología y su apuesta por la sostenibilidad de los proyectos industriales.. Siemens ofrece a las empresas industriales un amplio portfolio de productos y soluciones para todo tipo de sistemas de producción ya sean para la industria discreta o de procesos englobadas dentro de SIMATIC que se pueden adaptar a los objetivos y procesos de cualquier proyecto industrial: autómatas programables S7, periferia descentralizada, software industrial, programadoras y PCs industriales, soluciones pioneras para la interfaz hombre-máquina (HMI) sin olvidar la suite de sistemas MES y el sistema de control de procesos PCS7

Soluciones de automatización de Siemens a cualquier escala. Confiamos en los productos de la familia simatic por su total estabilidad y por la escalabilidad, Simatic es una solución de automatización adaptable a casi cualquier proyecto industrial pero con la fiabilidad total y la garantía de siemens La automatización de la industria puede empezar con un sistema basado en un sistema compacto basado en PC, hasta PLCS de alto rendimiento como la última encarnación de Simatic S7- 1200 .Cualquiera de estas soluciones de automatización y control proporciona la infraestructura adecuada para cualquier empresa industrial. Todos los sistemas tienen en común alta potencia de procesamiento en el espacio más reducido, robustez contra los más duros efectos mecánicos y climáticos, alta velocidad de procesado y un diseño modular que favorece la escalabilidad del proyecto.

Confiar en la automatización industrial basada en soluciones de Siemens, permiten aumentar la eficiencia, una reducción del TTM y un mayor grado de sostenibilidad, consecuencia de un menor consumo de energía una reducción drástica por la reducción de los fallos de producción.

Configuración hardware La configuración hardware comprende la configuración de los dispositivos formada por el hardware de los sistemas de automatización, los aparatos de campo inteligentes y el hardware de visualización. La configuración de las redes define la comunicación entre los distintos componentes de hardware. Los distintos componentes de hardware se insertan en la configuración hardware desde catálogos. El hardware de los sistemas de automatización se compone de controladores (CPU), módulos de señales de entrada y salida (SM), así como módulos de comunicación y de interfaz (CP, IM). Además, para el suministro eléctrico a los módulos, se emplean módulos de alimentación de intensidad y de tensión (PS, PM). Los módulos de señal y los dispositivos de campo inteligentes conectan los datos de entrada y Salida del proceso que se desea automatizar y visualizar con el sistema de automatización.

Figura 1: Ejemplo de configuración hardware con estructuras integradas y separadas La configuración hardware permite cargar las soluciones de automatización y visualización en el sistema de automatización, y permite al controlador el acceso a los módulos de señales conectados. Visualización Estructura integrada

Sensores/actuadores Estructura separada Documentación didáctica/para cursos de formación | Módulo TIA Portal 012-110, edición 02/2019 | Digital Industries, FA Uso libre para centros de formación e I+D. © Siemens 2019. Todos los derechos reservados. 20 sce-012-110-hardware-configuration-s7-1500-cpu1512sp-f-1-pn-r1803-es.docx 4.4.3 Estructura de automatización centralizada y descentralizada La figura 1 muestra una estructura de automatización que contiene estructuras integradas y separadas. En las estructuras integradas, las señales de entrada y salida del proceso se transmiten a través de cableado convencional a los módulos de señales directamente conectados al controlador. Se denomina cableado convencional a la conexión de sensores y actuadores a través de cables de 2 o 4 hilos. Hoy en día están más extendidas las estructuras distribuidas. En ellas, los sensores y actuadores solo están cableados de modo convencional hasta los módulos de señales de los dispositivos de campo. La transmisión de señal desde los dispositivos de campo hasta el controlador se lleva a cabo por medio de un sistema de comunicación industrial. Como sistema de comunicación industrial se utilizan tanto los buses de campo clásicos (p. ej., PROFIBUS, Modbus y Foundation Fieldbus) como los sistemas de comunicación basados en Ethernet (p. ej., PROFINET). Además, a través del sistema de comunicación también pueden conectarse dispositivos de campo inteligentes en los que se ejecutan programas independientes. Estos programas también pueden crearse con el TIA Portal.

Ejemplo de configuración

Para el ejemplo de programa de esta documentación se utiliza la siguiente configuración del controlador SIMATIC S7-1500 de la serie ET 200SP CPU.

① Módulo central CPU 1512SP F-1 PN con adaptador de bus BA 2xRJ45 ② 2 módulos de periferia con 8 entradas digitales DI 8×24 V DC HF (2) ③ 2 módulos de periferia con 8 salidas digitales DQ 8×24 V DC/0,5 A HF (2) ④ 2 módulos de periferia con 2 entradas analógicas AI 2xU/I 2/4 hilos HS (2) ⑤ Módulo de periferia con 2 salidas analógicas AQ 2xU/I HS (1) ⑥ Módulo de servidor Elementos de mando e indicadores de la CPU 1512SP F-1 PN La siguiente figura muestra los elementos de mando e indicadores de una 1512SP F-1 PN y de un adaptador de bus BA 2xRJ45. La disposición y el número de elementos de otras CPU pueden diferir de esta figura. Vista frontal de la CPU 1512SP F-1 PN con adaptador de bus BA 2xR

① Desbloqueo del perfil soporte ② Tiras rotulables ③ LED para indicaciones de estado y error ④ LED indicador de la tensión de alimentación ⑤ Selector de modo ⑥ Ranura para la SIMATIC Memory Card ⑦ Conexión de la tensión de alimentación (incl. en el suministro) ⑧ Soporte de cable y fijación para el puerto P3 de la interfaz PROFINET ⑨ LED indicador de estado de la interfaz PROFINET para los puertos P1, P2 y P3 ⑩ Puerto P3 de la interfaz PROFINET: conector hembra RJ45 de la CPU ⑪ Vista individual del adaptador de bus ⑫ Puerto P1 R de la interfaz PROFINET: conector hembra RJ45 del adaptador de bus BA 2xRJ45 ⑬ Puerto P2 R de la interfaz PROFINET: conector hembra RJ45 del adaptador de bus BA 2xRJ45...