sistemas de control basados en instrumentación virtual
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Sistemas de Control
basados en
Instrumentación Virtual
Contenido
• Introducción
• Sistemas de Control
• Necesidades de las Industrias
• Instrumentación Virtual
• Tecnologías Disponibles
• Demo - Sistema de Control de
Temperatura
• Implementación de Tecnologías
• Conclusiones
Contenido
• Sistemas de Control
• Necesidades de las Industrias
• Instrumentación Virtual
• Tecnologías Disponibles
• Demo - Sistema de Control de
Temperatura
• Implementación de Tecnologías
• Conclusiones
• Introducción
Introducción
Sistemas de Control en la Antigüedad
• Los procesos se llevaban de manera manual
con instrumentos sencillos.
• Control mediante tanteos basados en la
intuición.
• Medición manual y localizada en el área de
proceso.
• Consecuencias:
– Procesos simples
– Dificil evolución
– Necesidad de muchos operadores
– Riesgos en seguridad laboral
– Productos de baja calidad
Para disminuír los riesgos laborales y también
la cantidad de operadores, se pensó en
centralizar los instrumentos.
• Proceso manual con instrumentos localizados
fuera del área de proceso.
• Situación más cómoda para el operador.
• No asegura una mejora en el producto final.
• Limitación de distancia entre el proceso y el
panel de control,
• Aparición de la instrumentación neumática.
• Estandarización de señales neumáticas para
diferentes variables físicas.
Contenido
• Introducción
• Necesidades de las Industrias
• Instrumentación Virtual
• Tecnologías Disponibles
• Demo - Sistema de Control de
Temperatura
• Implementación de Tecnologías
• Conclusiones
• Sistemas de Control
Sistemas de Control
• Conjunto de acciones necesarias para
que el proceso se ejecute con total
robustez, inteligencia y autonomía.
• Control Automático es cualquier acción
que realiza un sistema, por sí solo, en
respuesta a una perturbación que pueda
alterar su normal funcionamiento.
– Control en Lazo Abierto
– Control en Lazo Cerrado
• Los sistemas de control tienen la misión
de recibir las variables de proceso
procedentes de los
instrumentos, procesarlas, ejecutar
órdenes y gestionar las salidas a los
elementos finales de control.
Tipos de Control Automático
• Existen varios tipos de control
automático, entre los más
conocidos están:
– Control On/Off (Todo/Nada)
– Control por Histéresis
– Control PID
Parámetros del Control Automático
• Variable de Proceso
– Es la variable física medida y la cual se
desea estabilizar.
• Setpoint
– Es el valor deseado de la variable de
proceso, es decir, es el valor prefijado.
• Error
– Diferencia entre la variable de proceso y el
setpoint.
Control PID
• Proporcional Integral Derivativo
• Mecanismo de control por realimentación que
calcula la desviación o error entre un valor
medido y el valor que se quiere obtener, para
aplicar una acción correctora que ajuste el
proceso.
“Antes de poder controlar un proceso, es
necesario comprenderlo”
(LIPTAK, Bela, “Instrument Engineers Handbook”.
Instrumentación Convencional
• La instrumentación es la rama de la ingeniería
que se dedica a capturar las variables de
proceso y analizar su comportamiento
mediante instrumentos que miden sus
magnitudes para posteriores
modificaciones, que nos permitirán tener un
control robusto y exacto del proceso y poder
realizar visualizaciones e inspecciones del
mismo.
• Instrumentación y Control.
• Instrumentación es:
– Capturar variables de los
procesos.
– Analizar las variables de los
procesos.
– Modificar las variables de los
procesos.
– Controlar los procesos.
– Traducir los procesos a
unidades de ingeniería.
Necesidades de las industrias
• Control robusto
• Maximizar la eficiencia del proceso
• Rapidez en la producción
• Detección temprana de fallas
• Ahorrar tiempo, dinero y esfuerzo
• Mejorar la calidad de vida
• Minimizar el consumo de energía
• Proteger las inversiones
• Hacer más con menos
NO es Instrumentación
NO es Instrumentación
NO es Instrumentación
SI es Instrumentación
SI es Instrumentación
SI es Instrumentación
Y esto es:
InstrumentaciónVirtual
Evolución Tecnológica
La Instrumentación no es la excepción
Evolución Tecnológica
La Instrumentación no es la excepción
Evolución Tecnológica
La Instrumentación no es la excepción
Instrumentación Virtual
• Instrumentación basada en PC.
• Interpretar las señales y variables físicas de un
proceso mediante software
confiable, utilizando hardware específico.
• Involucra el
análisis, procesamiento, almacenamiento, distri
bución y despliegue de los datos relacionados
con la medición de señales específicas.
• Para hacer un Instrumento Virtual se requiere:
– Tarjeta DAQ
– Software Apropiado
– Computador
Ventajas de la Instrumentación Virtual
• Flexibilidad.
• Intercambio de información con otras
aplicaciones.
• Aplicaciones distribuídas.
• Control remoto a través de redes locales e
Internet.
• Reduce espacio, peso, tiempo y dinero.
• Se edita y se “virtualiza el instrumento”.
Instrumentación
Convencional vs. Virtual
¿Porqué Instrumentación Virtual?
– Optimizar los recursos
humanos, materias primas, y productos
finales.
– Producir productos competitivos con un
alto rendimiento.
– Producir productos con características
repetitivas.
– Fomento del Ahorro Energético.
– Fomento de la Conservación del Medio
Ambiente.
Contenido
• Introducción
• Sistemas de Control
• Necesidades de las Industrias
• Instrumentación Virtual
• Demo - Sistema de Control de
Temperatura
• Implementación de Tecnologías
• Conclusiones
• Tecnologías Disponibles
LABVIEW
• Laboratory Virtual Instrument Engineering
Workbech
• Entorno de desarrollo gráfico para crear
aplicaciones de instrumentación virtual.
• National Instruments es la empresa
desarrolladora y propietaria de Labview.
• Trabaja mediante VIs o Instrumentos
Virtuales, que contienen un diagrama de bloques
y un panel frontal.
Tarjetas DAQ
• Tarjetas de Adquisición de Datos.
