Montaje y puesta en marcha de sistemas robóticos y sistemas de visión, en bienes de equipo y maquinaria industrial. FMEE0208. José Luis Pardo Alonso

(control basado en PC)

      Son sistemas de control basados en un computador adaptado, diseñado y montado para poder trabajar en el entorno de un proceso industrial continuo o discreto y soportar las condiciones ambientales adversas propias de los entornos de trabajo industriales (polvo y partículas, temperaturas extremas, interferencias electromagnéticas, etc.). Son aquellos cuyo sistema físico, en esencia, es equivalente al del ordenador personal conocido como PC.

      Uno de los usos típicos de los PC industriales orientados a la automatización es el empleo en simuladores y emuladores de procesos o programas informáticos denominados SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition), que permiten, interconectando el sistema con uno o varios equipos de control, que controlen las tareas avanzadas de IHM (interfaz hombre-máquina) o gestión de procesos.

      Las capacidades y ventajas que presenta este tipo de sistemas de control son entre otras:

       Los beneficios y ventajas de los autómatas programables nunca se han puesto en duda, pero guardan una gran desventaja, y es la profunda dependencia del usuario respecto del fabricante.

       La implantación en un mismo equipo de sistemas de control en tiempo real y de sistemas de gestión de procesos de producción ha venido potenciada en ocasiones por la investigación y desarrollo en entornos punteros (sistemas robóticos, de visión e inteligencia artificial, aeroespaciales, militares, etc.).

       El desarrollo de RTOS (Real Time Operating Systems), que son sistemas operativos de respuesta rápida que facilitan y posibilitan el desarrollo de los procesos de control y, además, ejecutar otras aplicaciones como las de desarrollo y gestión, a través de su interfaz gráfica de usuario.

       El escaso desarrollo e implantación en el entorno industrial de los sistemas basados en computadores industriales viene marcado por la propia inercia del mercado y resistencia al cambio que ocasiona una nueva adaptación a un nuevo entorno o a la fama de falta de estabilidad de los sistemas operativos que operan en PCs. Existen fabricantes que ofrecen soluciones adaptadas, proponen la combinación de un RTOS con programas Soft-PLC que emulan por software el comportamiento de un PLC.

      Sistema SCADA para el control de variables de un proceso en una pantalla de visualización y autómata programable con formato de tarjeta para PC, marca Hilscher

      Un paquete de software para control basado en PC consta básicamente de cuatro programas y una base de datos dinámica. Estos son:

      1. Un programa donde se plasman las estrategias de control.

      2. Otro programa posibilita crear las pantallas que permitirán al usuario ver datos de la base de datos.

      3. Un tercer programa se ocupa de ejecutar la estrategia de control, cumpliendo las funciones de control que en ella se especifican.

      4. Un último programa de visualización, que toma las pantallas anteriormente creadas y las conecta a la base de datos dinámica.

Recuerde

      SCADA proviene de las siglas ‘Supervisory Control And Data Acquisition’ (Control de Supervisión y Adquisición de Datos) y es un sistema basado en computadores que permite supervisar y controlar variables de proceso a distancia, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos) y controlando el proceso de forma automática por medio de un software especializado.

      Controlador de procesos continuos

      Los procesos continuos son aquellos en los que la producción se realiza sin pausa, de manera continuada, y donde el producto no está expresamente discretizado en unidades, sino que este fluye de forma continua. Los procesos continuos son habituales de plantas químicas, procesos de mezclado de líquidos, tratamientos de gases, etc. En los procesos continuos son comunes sensores tales como caudalímetros, boyas de nivel, sensores de presión o de temperatura; de modo que se controlen elementos habituales como son motores, electroválvulas, resistencias térmicas, etc.

      Ejemplos clásicos de este tipo de controladores son los controles PDI o los controles predictivos, los cuales, en función de ciertos algoritmos y formulas, controlan el funcionamiento en tiempo continuo de la planta de producción. Para un buen control necesitan procesos de realimentación.

      Las capacidades y ventajas que presenta este tipo de sistemas de control son, entre otras, que son sistemas especialmente indicados para procesos continuos, donde el control se produce constantemente y no hay lugar a tiempos de muestreo.

Recuerde

      El regulador centrífugo de Watt data del siglo XVIII. El nacimiento de la automatización industrial surgió con este invento, en el que unos contrapesos giratorios, acoplados a una válvula de vapor, autorregulan la salida de este y, consecuentemente, su movimiento, permitiendo controlar la velocidad de las máquinas de vapor.

      Sistemas CAD/CAM

      Son programas orientados al desarrollo de diseños asistidos por ordenador de elementos o dispositivos mecánicos, eléctrico-electrónicos, sistemas de control, diseño 3D, etc. Gracias a los sistemas CAD/CAM es posible, además de diseñar, simular y emular el funcionamiento que tendrían los distintos dispositivos tecnológicos.

Importante

       CAD significa: ‘Diseño asistido por ordenador’ (Computer Aided Design);

       CAM: ‘Fabricación asistida por ordenador’ (Computer Aided Manufacturing); y

       CAE: ‘Ingeniería asistida por ordenador’ (Computer Aided Engineering).

      El estudio de conjuntos mecánicos, la simulación de procesos de automatización y control robótico, el diseño de placas y circuitos electrónicos y de automatismos eléctricos o la simulación de instalaciones neumáticas e hidráulicas son algunos ejemplos de las múltiples aplicaciones que nos brinda el empleo de los sistemas CAD/CAM.

      Todo el proceso de diseño y fabricación puede realizarse tranquilamente desde un despacho, dejando que las máquinas de control numérico o los robots realicen su trabajo.

      Desarrollo de piezas y conjuntos mecánicos mediante software CAD/CAM/CAE, para su posterior maquinado o procesado por máquinas automatizadas

      Robots industriales

      La Asociación Francesa de Normalización (AFNOR) define el robot industrial como:

       Manipulador automático o servocontrolado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectorias variables reprogramables, para la ejecución de tareas variadas. Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepción del entorno. Normalmente su uso es el de

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