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7/18/2019 AUTOMATIZACION_INDUSTRIAL.pdf

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AUTOMATIZACION AUTOMATIZACION

INDUSTRIALINDUSTRIAL

. c. ng. v oman onza ez. c. ng. v oman onza ez

I PROING – ING. ELECTRONICA

2010



INTRODUCCIONINTRODUCCION

Es una disciplina que incluye conocimiento yexperiencia en diferentes ramas de la ingeniería

como: electricidad, electrónica, química, mecánica,comunicaciones, computación, etc.

Uso de sistemas de control tales como

procesos y maquinaria industrial, reemplazando a



Diseñar Diseñar sistemassistemas dede controlcontrol queque elel operador operador puedapueda,, ,,

manipular manipular enen formaforma selectivaselectiva..

v ar v ar esv ac onesesv ac ones mpor an esmpor an es respec orespec o aa asasespecificacionesespecificaciones dede productosproductos debidasdebidas aae u ee u e ..

Permitir Permitir queque elel operador operador cambiecambie unun valor valor deseadodeseadooo puntopunto dede consignaconsigna (valor (valor dede referencia)referencia) sinsinalterar alterar indebidamenteindebidamente otrasotras variablesvariables controladascontroladas..



Evitar Evitar cambioscambios considerablesconsiderables yy rápidosrápidos enen

restriccionesrestricciones dede operaciónoperación oo alterar alterar unidadesunidades..

Operar Operar elel procesoproceso enen formaforma congruentecongruente concon loslos

o e voso e vos ee ca aca a ee ca aca a pro uc opro uc o.. Controlar Controlar laslas cualidadescualidades deldel productoproducto enen valoresvalores

queque maximicenmaximicen susu utilidadutilidad cuandocuando sese considerenconsideren

índicesíndices concon valoresvalores dede productosproductos yy ademásademásminimicenminimicen elel consumoconsumo dede energíaenergía..



SOLUCIONES A PROBLEMAS DESOLUCIONES A PROBLEMAS DE

AUTOMATIZACION AUTOMATIZACION



A TENER EN CUENTA EN UN PROYECTO A TENER EN CUENTA EN UN PROYECTO

CaracterísticasCaracterísticas deldel sistemasistema objetoobjeto dedeautomatizaciónautomatización (arquitectura(arquitectura física,física, estructuraciónestructuración

enen componentes,componentes, elementoselementos sensoressensores yyactuadores,actuadores, defectosdefectos típicos,típicos, etcetc..))

Ar uitectura Ar uitectura deldel sistemasistema dede controlcontrol seleccionadoseleccionado

(especificaciones(especificaciones cliente,cliente, opcionesopciones proveedor,proveedor, etcetc..))

eléctricos,eléctricos, esquemasesquemas dede implantaciónimplantación enen campocampo

campo)campo)..

..



ElementosElementos queque intervienenintervienen enen unun proyectoproyecto dedeautomatizaciónautomatización industrialindustrial



El primer lanzador Ariane V explota 37El primer lanzador Ariane V explota 37

La escritura de unvalor de 32 bits en

un registro de 16-bit.Este software hasido utilizado en el

que el Ariane V; elvalor medido or elgiroscopio láser

nunca superó el 16bits).



El metro automático METEOR en París dejaEl metro automático METEOR en París deja

una variable con

$FFFFFFFF secomparó con la fechaactual para gestionar

a ocupac n e unbuffer (a la edad de un,

$FFFFFFFF es la

fecha del 10 de enerode 2004. Después deesta fecha el buffer no

.



ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMAESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA

ee eneene osos reasreas enen e n ase n as::

hardwarehardware yy softwaresoftware queque brindanbrindan lala informacióninformación

planta,planta, concon unauna interfazinterfaz amigableamigable yy entendibleentendible parapara..

LaLa parteparte controlcontrol:: SeSe encuentranencuentran loslos dispositivosdispositivos´́ ´́ ´́ee con rocon ro ss,, ss oo ss n us r a esn us r a es queque

realizanrealizan laslas accionesacciones dede controlcontrol enen conjuntoconjunto concon loslos

ac ua oresac ua ores..



2 ARQUITECTURAS MUY CONOCIDAS EN2 ARQUITECTURAS MUY CONOCIDAS EN

ControlControl CentralizadoCentralizado:: EstaEsta constituidoconstituido or or ununcomputador,computador, unauna interfazinterfaz dede procesoproceso yy unauna

estaciónestación dede o erador o erador.. FacilitaFacilita elel flu oflu o dedeinformación,información, peropero dependedepende dede lala fiabilidadfiabilidad deldelcom utador com utador..

ControlControl DistribuidoDistribuido:: RequiereRequiere queque puedanpuedan

susceptiblessusceptibles dede ser ser definidasdefinidas por por unun algoritmoalgoritmo dede

cadacada unidadunidad sese destinarádestinará unun autómataautómata

deldel procesoproceso..



SISTEMA DE AUTOMATIZACIONSISTEMA DE AUTOMATIZACION

LosLos sistemassistemas uedenueden ir ir desdedesde sim lessim les rocesosrocesos dedefabricaciónfabricación aa unauna integraciónintegración dede diferentesdiferentes áreasáreas

dentrodentro dede lala em resaem resa fabricación,fabricación, estiónestión dedeproducción,producción, controlcontrol dede calidad,calidad, ventas,ventas, distribución,distribución,etcetc.. ,, ermitiendoermitiendo unauna ma or ma or eficienciaeficiencia enen loslos

procesosprocesos..



ConCon estaesta metodologíametodología eses posibleposible queque cadacada unidadunidad

sencillosencillo comparadocomparado concon elel procesoproceso globalglobal..

ee re ucere uce aa pro a apro a a ee erroreserrores enen aa

programaciónprogramación.. PermitePermite elel empleoempleo dede unidadesunidades dede controlcontrol masmas

sencillassencillas yy por por lolo tantotanto masmas económicaseconómicas..

LaLa existenciaexistencia dede fallasfallas enen algunasalgunas unidadesunidades nonoim licaim lica necesariamentenecesariamente lala aralizaciónaralización dede todostodos loslosprocesosprocesos..

previo,previo, yaya queque sese debendeben identificar identificar loslos procesosprocesos,,

diseñar diseñar elel procesoproceso dede intercomunicaciónintercomunicación..



PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIONPIRAMIDE DE AUTOMATIZACION



Nivel de Acción/Nivel de Acción/SensadoSensado (nivel de célula)(nivel de célula)

TambiénTambién llamadollamado nivelnivel dede instrumentacióninstrumentación..

EstaEsta formadoformado por por loslos elementoselementos dede medidamedida

(sensores)(sensores) yy mandomando (actuadores)(actuadores) distribuidosdistribuidos enenunauna línealínea dede producciónproducción..

SonSon loslos elementoselementos masmas directamentedirectamente relacionadosrelacionados

concon elel procesoproceso productivoproductivo..



Nivel de Control (nivel de campo)Nivel de Control (nivel de campo)

SeSe sitúansitúan loslos elementoselementos queque gestionangestionan aa loslosu eu e yy e ee e ..

EstosEstos elementoselementos puedenpueden ser ser PLCsPLCs oo equiposequipos dedeaplicaciónaplicación especificaespecifica (por (por ejemploejemplo loslos robots)robots)..

SonSon dispositivosdispositivos programables,programables, haciendohaciendo posibleposible

ajustaajusta yy personalizar personalizar susu funcionamientofuncionamiento..



Nivel de Supervisión (nivel de planta)Nivel de Supervisión (nivel de planta)

SeSe supervisasupervisa aa loslos dispositivosdispositivos dede controlcontrol

NormalmenteNormalmente compuestocompuesto por por computadorescomputadores oo..

SCADASCADA..

ConexiónConexión mediantemediante busesbuses dede campocampo dede altasaltasprestacionesprestaciones..



Nivel de Gestión (nivel de empresa)Nivel de Gestión (nivel de empresa)

TambiénTambién compuestocompuesto por por computadorescomputadores.. EnEn esteeste nivelnivel nono eses relevanterelevante elel estadoestado yy lala supervisiónsupervisión dede loslos

procesosprocesos dede plantaplanta..

LoLo queque importaimporta eses lala informacióninformación relacionadarelacionada aa lala producciónproducción yy susuges nges n asoc a aasoc a a..

CantidadCantidad dede materiamateria primaprima utilizada,utilizada, producciónproducción neta,neta, registroregistro dede,, ..

LaLa comunicacióncomunicación yaya nono tienetiene queque ser ser netamentenetamente industrial,industrial, por por loloqueque generalmentegeneralmente sese usausa redesredes EthernetEthernet..



SISTEMA SCADASISTEMA SCADA

UnUn sistemasistema SCADASCADA ::Monitorea,Monitorea, coordina,coordina, operaopera yydocumentadocumenta rocesosrocesos dede sitiossitios remotosremotos..



LosLos sistemassistemas SCADASCADA puedenpueden ser ser deliberadamentedeliberadamente

simplessimples (monitorización(monitorización dede condicionescondicionesambientalesambientales enen edificios),edificios), oo increíblementeincreíblementecomplejos,complejos, (sistema(sistema SCADASCADA queque monitoreamonitorea todatoda lala

actividadactividad deldel SistemaSistema NacionalNacional Interconectado)Interconectado)..

monitoreomonitoreo dede eventoseventos remotosremotos yy controlcontrol dede..

requiererequiere dede lala integraciónintegración dede variosvarios componentescomponentes::,, ,, ,,redesredes dede comunicaciones,comunicaciones, dispositivosdispositivos HMI,HMI,

..



ExistenExisten diversosdiversos tipostipos dede sistemassistemas SCADASCADA dependiendodependiendoee a r can ea r can e yy so reso re o oo o ee aa na a ,na a , por por e oe o an esan es

dede decidir decidir cualcual eses elel másmás adecuadoadecuado sese debedebe tener tener

permitir permitir susu crecimientocrecimiento yy expansión,expansión, asíasí comocomo debendeben poder poder adecuarseadecuarse aa laslas necesidadesnecesidades futurasfuturas deldel procesoproceso yy dede lala plantaplanta..

aa programac nprogramac n ee ns a ac nns a ac n nono e ee e presen ar presen ar mayor mayor cu a ,cu a ,

debedebe contar contar concon interfacesinterfaces gráficasgráficas queque muestrenmuestren unun esquemaesquemabásicobásico yy realreal deldel procesoproceso..

DebenDeben permitir permitir lala adquisiciónadquisición dede datosdatos dede todotodo equipo,equipo, asíasí comocomo lalacomunicacióncomunicación aa nivelnivel internointerno yy externoexterno (redes(redes localeslocales yy dede gestión)gestión)..

,,exigenciasexigencias dede hardware,hardware, yy fácilesfáciles dede utilizar,utilizar, concon interfacesinterfacesamigablesamigables parapara elel usuariousuario..

FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA SCADAFUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA SCADA



FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA SCADAFUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA SCADA

Su ervisiónSu ervisión remotaremota dede instalacionesinstalaciones e ui ose ui os:: PermitePermite alal o erador o erador conocer conocer elel estadoestado dede desempeñodesempeño dede laslas instalacionesinstalaciones yy loslos equiposequipos dede plantaplanta..

ControlControl remotoremoto dede instalacionesinstalaciones yy equiposequipos:: SeSe puedepuede activar activar oo desactivar desactivar loslos..

posibleposible ajustar ajustar parámetros,parámetros, valoresvalores dede referencia,referencia, algoritmosalgoritmos dede control,control, etcetc..

ProcesamientoProcesamiento dede datosdatos:: ElEl conjuntoconjunto dede datosdatos adquiridosadquiridos conformanconforman lalainformacióninformación queque alimentaalimenta elel sistema,sistema, estaesta informacióninformación eses procesada,procesada,analizada,analizada, yy comparadacomparada concon datosdatos anteriores,anteriores, yy referencialesreferenciales..

movimientomovimiento queque representenrepresenten elel comportamientocomportamiento deldel proceso,proceso, dándoledándole alaloperador operador lala impresiónimpresión dede estar estar presentepresente dentrodentro dede unauna plantaplanta realreal..

enerac nenerac n ee repor esrepor es:: erm eerm e generar generar n ormesn ormes concon a osa os es a s coses a s cosdeldel procesoproceso..

Re resentaciónRe resentación sese señalesseñales dede alarmaalarma:: EstasEstas señalesseñales uedenueden ser ser tantotantovisualesvisuales comocomo sonorassonoras..

Almacenamiento Almacenamiento dede informacióninformación históricahistórica:: OpciónOpción dede almacenar almacenar loslos datosdatos..

ProgramaciónProgramación dede eventoseventos:: PosibilidadPosibilidad dede programar programar subprogramassubprogramas quequebrindenbrinden automáticamenteautomáticamente reportes,reportes, estadísticas,estadísticas, gráficagráfica dede curvas,curvas, etcetc..

ELEMENTOS DEL SISTEMA SCADAELEMENTOS DEL SISTEMA SCADA



ELEMENTOS DEL SISTEMA SCADAELEMENTOS DEL SISTEMA SCADA

InterfazInterfaz HombreHombre--Má uinaMá uina:: EsEs elel entornoentorno visualvisual ueue brindabrinda elel sistemasistemaparapara queque elel operador operador sese adapteadapte alal procesoproceso desarrolladodesarrollado por por lala plantaplanta..

n an a en raen ra :: onoc oonoc o comocomo n an a aes raaes ra.. ecu aecu a asasaccionesacciones dede mandomando enen basebase aa loslos valoresvalores actualesactuales dede laslas variablesvariables

medidasmedidas.. TambiénTambién sese encargaencarga deldel almacenamientoalmacenamiento yy procesadoprocesadoordenadoordenado dede loslos datosdatos..

tipotipo dede informacióninformación aa lala unidadunidad centralcentral.. EsEs parteparte deldel procesoprocesoproductivoproductivo..

SistemaSistema dede ComunicacionesComunicaciones:: SeSe encargaencarga dede lala transferenciatransferencia dede,,

puntopunto dondedonde sese supervisasupervisa yy controlacontrola elel procesoproceso..

TransductoresTransductores:: SonSon loslos elementoselementos queque permitenpermiten lala conversiónconversión dede unaunaseñalseñal físicafísica enen unauna señalseñal eléctricaeléctrica (y(y viceversa)viceversa)..




RTU PROCESO A

MASTERPROCESO

B

RTU PROCESOn



EJEMPLOS DE SOFTWARE SCADAEJEMPLOS DE SOFTWARE SCADA



. . . .



Ar uitectura Ar uitectura DistribuidaDistribuida::

CCCCCC :: CentroCentro dede ControlControl CentralCentral enen SedeSede CuscoCusco

EIAEIA :: EstaciónEstación dede IngenieríaIngeniería ubicadoubicado enen lala SETSET TamburcoTamburco --

TodasTodas laslas SubestacionesSubestaciones Automatizadas Automatizadas dede ElectroElectro Sur Sur EsteEste

SS..A A..A A.. sonson ControladasControladas yy SupervisadasSupervisadas desdedesde elel CCCCCC..

asas u es ac onesu es ac ones ee epar amen oepar amen o ee pur macpur mac am urcoam urco,,

Andahuaylas Andahuaylas ChacapuenteChacapuente yy ChuquibambillaChuquibambilla)) sonson ControladosControlados

yy SupervisadosSupervisados tambiéntambién desdedesde lala EIAEIA..



Red Corporativa ELSE

CONFIGURACION DE ESTACIONES Y CENTRO DE CONTROL CENTRAL DEL CUSCO

Red LAN ELSE (e)

GPSImpresora

COES

Monitor 1(e) Monitor 2(e) Monitor 3(e) Monitor 4(e) Monitor 5 Monitor 6 Monitor 7 Monitor 8Cerro Picchu

R(e)

CENTRO DE CONTROL CUSCO

UPS

Red LAN

Radio

Servidor

Ingenieria

(e)

ServidoresComuncaciones

Router

Red PúblicaLinea Dedicada

64kbps

Router

Centro de Control

ServidorICCP yRadio Servidor

Historico

swit

Router

(e)

(e) (e)(e)

(e)

(e)

(e)

Servidor

SCADA

T/R

RadioModemRemoto

ECC

RadioModemRemoto

ECC

RadioModemRemoto

RadioModemRemoto

ECC ECC

RadioModemRemoto

RadioModemRemoto

ECC ECC

Router19.2 Kbps

FO

ServidoresComuncaciones

Red LAN Sala de Control EGEMSA

ServidorComunicaciones

ICCPEGEMSA


9.6 Kbps

Red Pública

FO(e)

Router

CCD DOLORESPATAan aes ro armen o Av el Sol v rau

SCADA Primera Etapa

S.E. TAMBURCO

T/R

OP

C.H. Machupicchu

OP OPECCs MEDs

9.6 Kbps


9.6 Kbps

OP

ECCs MEDs

OP(e)OP(e)

RouterConcentrador decomunicaciones

ECCs MEDs

Concentrador decomunicaciones

E CC s M ED s

OP

ECCs MEDs

O P O P Router

ECCs MEDs ECCs MEDs

OP

SE Sicuani SE Combapata

ECCs MEDs

SE Santa Maria

ECCs MEDs

SE ChahuaresSE Andahuaylas SE Chuquibambi lla SE Chacapuente

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