Introducción

La mejor manera de administrar los procesos de selección, transporte, agarre,

condiciones de estos han sido implementados por la mano del hombre al principio de los años

de la manufactura, al paso del tiempo el hombre a adquirido conocimientos para conseguir una

ayuda con diferentes dispositivos eléctricos y electrónicos con base al tiempo que va pasando,

para sustituir la mano del hombre y hacerlo un proceso mas fácil y menos cansado desarrollo

relevadores los cuales son eléctricos para seleccionar algún tipo de producto el cual se

quisiera separar en lotes diferentes, esto ahorraba tiempo y operarios, salarios, seguros (en

estos días), así estos fueron suplantados por Circuitos Lógicos Programables PLC’s los cuales

hoy en día son de una utilidad benefactora para cualquier empresa que haga uso de ellos

controlan de lo mas indispensable hasta lo mas difícil, pueden controlar varios procesos y

almacenar cantidades substanciales de información, mas adelante hablaremos como la

automatización ha dado un gran salto a la industria, la manera en que lo realizan,

funcionamientos , estructuración y programación entre otros.

1

Automatización

Es cuando un proceso se realiza sin la intervención humana. La automatización permite la eliminación “total” o parcial de la intervención del hombre. Los automatismos son dispositivos de realizar tareas sin la intervención humana. Algunas maquinas coma las lavadoras tienen programadores y las ordenes que proporcionan se llaman programas.

TIPOS DE AUTOMATIZADO.

ELÉCTRICOS: son aquellos que funcionan mediante corriente eléctrica. Ej: vídeo.

HIDRÁULICOS: son aquellos que se transmiten a través de líquidos cuando son presionados. Ej: grúa.

NEUMÁTICOS: son aquellos que funcionan mediante la fuerza de aire comprimido. Ej: lavacoches.

Generalmente la mayoría de las máquinas automáticas utilizan combinaciones de mecanismos. Así pues existen automatismos electroneumaticos, automatismos electrohidraulicos y hidroneumaticos.

VENTAJAS DE LA AUTOMATIZACIÓN.

Reduce los gastos de mano de obra directos en un porcentaje mas o menos alto según el grado de automatización.

Puesto que los productos son más competitivos, aumentan los beneficios, esdecir si reducimos costes se puede fabricar mas barato y por lo tanto aumentar las ventas.

Aumenta la capacidad de producción de la instalación utilizando las mismas maquinas y los trabajadores.

Aumenta la calidad de producción ya que las maquinas automáticas son mas precisas.

Mejora el control de la producción ya que pueden introducir sistemas automáticos de verificación.

Permite programar la producción. A media y a largo plaza, y gracias a la constancia y a la uniformidad de la

producción se garantizan plazos de entrega más fiables. Se reduce las incidencias laborales puesto que las maquinas automáticas

realizan todo tipo de trabajos perjudiciales para el hombre.

2

Autómatas Programables PLC's

Un Autómata Programable o Controlador Lógico Programable (PLC), es un dispositivo electrónico, diseñado para controlar en tiempo real y procesos secuenciales (Industriales).

Sus funciones lógicas se dividen en: series, paralelos, temporizaciones, contajes y otras más potentes como cálculos, regulaciones, etc.

En termino generales se conocido como una caja negra, cuentan con terminales de entrada a los que se conectarán detectores, pulsadores, finales de carrera, fotocélulas, terminales de salida a los que se conectarán bobinas de contactores, electroválvulas, lámparas de tal forma que la actuación de estos últimos está en función de las señales de entrada que estén activadas en cada momento, según el programa almacenado.

Los elementos tradicionales como relés auxiliares, relés de enclavamiento, temporizadores, contadores son internos. La tarea del usuario se reduce a realizar el «programa», que no es más que la relación entre las señales de entrada que se tie-nen que cumplir para activar cada salida.

Surgieron empresas dedicadas al desarrollo de los elementos que hicieran posible tal automatización; debido a que las máquinas eran diferentes y diferentes las maniobras a realizar, se hizo necesario crear unos elementos estándar que, mediante la combinación de los mismos, el usuario pudiera realizar la secuencia de movimientos deseada para solucionar su problema de aplicación particular.

Relés, temporizadores, contadores fueron los elementos con que se cuenta para realizar el control de cualquier máquina. Debido a la constante mejora de la calidad de estos elementos y a la demanda del mercado, que exigía mayor y mejor calidad en la producción, se fue incrementando el número de etapas en los procesos de fabricación controlados de forma automática.

El desarrollo tecnológico que trajeron los semiconductores primero y los circuitos integrados después intentaron resolver el problema sustituyendo las funciones realizadas mediante relés por funciones realizadas con puertas lógicas.

Con estos nuevos elementos se ganó en Habilidad y se redujo el problema del espacio, pero no así la detección de averías ni el problema del mantenimiento de un stock. De todas maneras, subsistía un problema: la falta de flexibilidad de los sistemas.

Las constantes modificaciones que las industrias se veían obligadas a realizar en sus instalaciones para la mejora de la productividad, los armarios de maniobra tenían que ser cambiados, con la consiguiente pérdida de tiempo y el aumento del costo que ello producía.

3

A medio camino entre estos microcomputadores y la lógica cableada aparecen los primeros modelos de Autómatas, también llamados controladores lógicos programables (PLC's). Limitados originalmente a los tratamientos de lógica secuencial, los Autómatas se desarrollaron rápidamente, y actualmente extienden sus aplicaciones al conjunto de sistemas de control de procesos y de máquinas.

Ventajas del PLC

1.- Economía de mantenimiento.

2. Modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.

3. Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos.

4. Menor coste de mano de obra de la instalación.

5. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo Autómata.

Inconvenientes del PLC

1. Contratación de un Programador.

2. Costo Inicial, que en un futuro es redituable

Estructura de los Autómatas Programables

El término estructura externa o configuración externa de un Autómata Programable se refiere al aspecto físico exterior del mismo, bloques o elementos en que está dividida. Han sido varias las estructuras y configuraciones que han salido al mercado condicionadas no sólo por el fabricante del mismo, sino por la tendencia existente en el área al que perteneciese. Actualmente, son dos las estructuras más significativas que existen en el mercado:

Estructura compacta

Estos Autómatas están compuesto fuente de alimentación, CPU, memorias, entradas/salidas, etc. y se distingue por presentar en un solo bloque lodos sus elementos. En cuanto a su unidad de programación, existen tres versiones: unidad fija o enchufable directamente en el Autómata; enchufable mediante cable y conector, o la posibilidad de ambas conexiones. Si la unidad de programación es sustituida por un PC, nos encontraremos que la posibilidad de conexión del mismo será mediante cable y conector.

4

Estructura modular

Estos Autómatas se dividen en módulos del mismo que realizan funciones específicas. Existe dos estructuras: americana y europea.

a) Estructura americana. Se encuentran por estar separadas, las entradas y salidas del resto del Autómata, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación, y separadamente las unidades de entrada y salidas en los bloques o tarjetas necesarias.

b) Estructura europea. En estas solo existe un módulo para cada función: CPU, fuente de alimentación, entradas/salidas. La unidad de programación se une mediante cable y conector. La sujeción de los mismos se hace bien sobre carril DIN o placa perforada, bien sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

ESTRUCTURA INTERNA

• La Sección de Entradas.

Conexión.- 220 V y 50 H

Interfaces.- Conexión al CPU

CPU.- Elabora las salidas dependiendo de las funciones de entradas.

• La Unidad Central de Procesos o CPU.

Procesador.- Es un dispositivo a escala que realiza o coordina la mayor parte de los procesos.

5

Memoria.- Dispositivo de almacenaje de información.

Tipos de memoria

Tipo de memoria Sistema de programación

Sistema de borrado

Ante el corte de tensión la memoria

RAM o memoria de lectura-escritura

Eléctrica Eléctrico Se pierde, es volátil

ROM o memoria de solo lectura

Durante su proceso de fabricación

Es imposible su borrado

Se mantiene

PROM o memoria

programable

Eléctrica Es imposible su borrado

Se mantiene

EPROM o memoria

modificable

Eléctrica Por rayos UV Se mantiene

EEPROM o memoria

modificable

Eléctrica Eléctrico Se mantiene

La Sección de salidas.

Salidas.- Aquí se conectan los dispositivos de salida e incluye un indicador luminoso llamado LED

Tipos de salida

1. RELE2. TRIAC3. TRANSISTOR

6

INIC

IO

Pue

sta

en f

unci

ón

Pro

gram

ació

n

Con

exió

n E

/S

Inst

alac

ión,

Pue

sta

a pu

nto

y fu

ncio

nam

ient

o

Fin

MANEJO E INSTALACIÓN

ORGANIGRAMA DE UTILIZACIÓN DEL PLC

Modos de servicio de un PLC

Suele haber dos modos principales:

• STOP (off-line), esto se da con el contacto de arranque abierto o programa sin ejecutar. Todas las salidas están en reposo. En estas condiciones se puede escribir, corregir el programa, etc.

• RUN (nn-liiir). con el contacto de arranque cerrado. El programa se está ejecutando continuamente. Aquí sólo son posibles algunas operaciones, como ya se verá.

Por otra parte, suele haber tres modos particulares o específicos que sólo serán operativos con el modo de servicio STOP y que son:

Modo CMT (cásete), para almacenamiento de programas en cinta.

Modo ROM, para programación en memorias.

Modo PRT (impresora), para impresión de programas sobre papel.

ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

Una vez realizado un programa, verificado y dispuesto para ponerlo en fun-cionamiento, es necesario grabarlo por alguno o algunos de los sistemas, de acuerdo a las disponibilidades con que contemos: memorias EPROM o EEPROM, disquete, impresora y crear un archivo de programas perfectamente identificables.

Es aconsejable utilizar dos sistemas: uno de ellos sería un archivo magnético y el otro, papel escrito por medio de la impresora; este último es muy práctico en el caso ce consulta sin necesidad de utilizar el Autómata dado que en él nos aparece tanto el esquema correspondiente al programa en el lenguaje en el que se haya programado, como el listado de instrucciones y la relación de temporizadores,

7

contadores, etc., empleados en el programa, con indicación de su número, tiempo, en el caso de temporizadores y contadas, en el caso de contadores.

Borrado de memorias EPROM

El programa grabado en este tipo de memorias sólo es posible borrarlo por medio de luz o radiación ultravioleta (UV); esto se puede realizar exponiendo la ventanilla del chip a los rayos solares (procedimiento lento), o por medio de una lámpara de UV.

CONEXIONADO DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS (E/S)

Para un eficaz funcionamiento de un PLC es necesariamente poner una correcta conexión de los captadores en las entradas y los actuadores en las salidas.

VENTAJAS

El buen funcionamiento y ausencia de averías por esta causa

La limitación en el número de entradas y salidas que se van a utilizar, lo que implica un ahorro en el precio del Autómata.

Entradas

La importancia del conocimiento de las entradas del Autómata puede quedar plenamente comprendida, si entendemos que las salidas a los actuadores y, por tanto, el estado de reposo o marcha de los elementos acoplados a ellas van a depender del programa con el que estemos trabajando y del estado de estas entradas.

Conexión de las entradas

Dos son los tipos de captadores posibles desde el punto de vista de la tensión:

a) Captadores o contactos libres de tensión:Los captadores sin tensión que se pueden conectar a un Autómata pueden ser

de varios tipos y, entre otros, se podrían citar los siguientes:

• Pulsadores.• Interruptores.• Finales de carrera.• Contactos de relés.• Etcétera.

8

Salidas

En los contactos de salida del Autómata se conectan las cargas o actuadores bien directamente, bien a través de otros elementos de mando, como pueden ser los contadores por medio de sus bobinas.

Las salidas se suelen distribuir en varios grupos independientes de 1, 2,4, 5, etc., contactos; de tal forma que se pueden utilizar varias tensiones, según las necesidades de las cargas.

Cada grupo está limitado también por su consumo que, además, es distinto en función del tipo de carga, resistiva o inductiva.

Las tarjetas de salida suelen ser de tres tipos distintos:

• Salidas a relés.• Salidas a triacs.• Salidas a transistores.

INSTRUCCIONES Y PROGRAMAS EN LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES

Para empezar a explicar debemos saber lo que significa una instrucción, Instrucción es una orden de trabajo es la parte más pequeña de un programa y consta de dos partes principales: operación y operando; a su vez el operando está dividido en símbolo y parámetro.

El operando es el complemento al código u operación. .Mediante la operación indicarnos la dirección del elemento de que se trate (contadores, temporizadores. E/S, marcas internas, etc.). Así como las contadas, temporizaciones, bits de registro de desplazamiento, etcétera

En los autómatas más sencillos el símbolo no aparece, ya que al ser fijas las entradas/salidas y tener asignados números distintos unas y otras, al indicarle a la CPU el número, ya queda determinada, en el caso de las entradas la distinción con las marcas internas, y las salidas con el código de- la operación.

La operación le indica a la CPU qué debe hacer, o lo que es lo mismo, la clase de instrucción que ha de ejecutar.

EJECUCIÓN DE PROGRAMAS

El Autómata se sitúa en ciclo de ejecución o ejecución cíclica, la CPU realiza, entre otras funciones, el barrido del programa contenido en la memoria de usuario, desde la casilla, dirección o línea 0000 hasta la última posible, según la capacidad de la misma, esto es, efectúa lo que se denomina cirio de Scanning.

9

En función de cómo se efectúe la ejecución o barrido del programa, se distinguen los siguientes sistemas, modos o estructuras de programación:

Ejecución cíclica lineal.

Ejecución con salto condicional.

Ejecución con saltos de subrutinas

Ejecución con programas paralelos

SISTEMAS O LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

Existen una gran diversidad de lenguajes de programación en los autómatas programables, aunque su utilización no se puede dar en todos los Autómatas; es por esto que cada fabricante indica en las características generales de su equipo el lenguaje o los lenguajes con los que puede operar. En general, se podría decir que los lenguajes de programación más usuales son aquellos que transfieren directamente el esquema de contactos y las ecuaciones lógicas o los logigramas, pero éstos no son los únicos.Lenguajes y métodos gráficos más utilizados:

• Nemónico, también conocido como lisia de instrucciones, booleano, abreviaturas ne-motécnicas, AWL.

• Diagrama de contactos (Ladder diagram), plano de contactos, esquema de contactos, KOP.

• Plano de funciones, o bloques funcionales, logigrama, FUP.

• Grafcet, o diagrama funcional, diagrama de etapas o fases.

• Organigrama, u ordinograma, diagrama de flujo.

Excepto el nemónico, los demás tienen como base su representación gráfica, pero todos ellos deben ir acompañados del correspondiente cuadro o lista ele programación, esto es, la relación de líneas de programa que configuran el mismo.

10

Ejemplos básicos de programación

USO DEL TIMER (Temporizador)

El timer que se ha escogido es el 37, pero pudo haber sido otro y con base a su resolución de tiempo, programarlo para los 30 segundos.

11

ININ

PT

TON

T37

+300 -

Network 2 Q0.0

Q0.0

I0.0 I0.1 T37 Q0.0

Programación con ejemplos reales

12

Características del PLC utilizadas en el área de influencia de la Institución

Institución: Imprenta Mercurio

Esta Empresa esta situada sobre la calle 10 de mayo con un giro de imprenta en la mas respetadas revistas de los Mochis, la impresora de Sakurai Oliverio 258 offset print utiliza un PLC Mitsubishi de origen Japonés todas sus partes hacen un esplendido trabajo al imprimir sus revistas, este PLC se encarga de los Servomotores, del sistema hidráulico para evitar el sobrecalentamiento de la maquina i los rieles, la lubricación de los rieles, sistema neumáticos (bandas, gomas, chupones; con las cuales jala el papel) la sincronización juega un papel importante para el PLC en esta área ya que si la hoja esta en destiempo no imprime al momento donde la hoja llegue a la goma la cual también controla el PLC ocasionando un caos total en la impresión, esto ya ha pasado en la empresa, y tienen que configurar el PLC para fasarlo en su debido tiempo

Características del PLC Mitsubishi

Ampliable con entre 16 y 1.024 (AnSH/QnAS(H)) o bien 4.096 entradas/salidas (QnA)

Más ampliable aún mediante entradas/salidas descentralizadas Velocidad de procesamiento de hasta 0,075 ms por instrucción lógica Memoria RAM integrada para hasta 124 k pasos de programa PLC incl. batería

tampón; ampliable a 4 MByte por medio de PCMCIA tarjeta RAM Reloj de tiempo real integrado Programación online Aritmética de coma flotante Red redundante Instrucciones de regulación PID integradas Programación con MELSOFT según IEC 61131.3

PLC Mitsubishi

Impresora Sakurai Oliverio 258Conclusión

13

Podemos darnos cuenta con todo lo anterior descrito que el mundo de hoy se basa en

la automatización y estas cosas cada vez son mas diminutas y guardan un espacio

mas considerable que sus antepasados, es importante conocer para el ingeniero

industrial el funcionamiento, la estructura para al momento que nos toque

desempeñar un trabajo en una industria, estas están repletas de estos dispositivos

electrónicos muy útiles que sirven para reducir costos, maximizar la producción, entre

otros factores implícitos que conllevan a generar estas grandes utilidades, es

importante también para el ingeniero industrial para crear un mejor coordinación entre

los diferentes elementos situados en la empresa, sabemos que el ingeniero industrial

no es un programador, ni un electromecánico encargado en arreglar, pero si conoce el

funcionamiento de los dispositivos usados en la industria puede entenderse mejor con

los encargados para llevar al resultado deseado.

Bibliografía14

1. http://www.uhu.es/diego.lopez/AI/auto_trans-tema1.pdf

2. http://www.escolares.net/files_trabajos/file/pdf/ciencia_y_tecnologia/ automatizacion.pdf

3. http://spanish.alibaba.com/product-tp/sakurai-oliver-258-printing-machine- 103533294.html

4. Automatas programablesa.porras, ed siemens.

5. Automatización Industrial Francisco R. ceballos

6. http://www.diytrade.com/china/4/products/5411303/ PLC.html

15