Automatizacion_Industrial_(04-05,_1c) - Univ. Carlos III de...

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Unformatted text preview: Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Miguel Ángel Salichs M.A.S. Automatización Industrial 1 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c INTRODUCCIÓN M.A.S. Automatización Industrial 2 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Automatización industrial. Conceptos básicos Concepto de automatización Concepto de automatización industrial – Papel del operador humano Rentabilidad de una automatización Inversión • Estudios • Realización • Puesta a punto • Gastos financieros Ganancias directas • Economía en mano de obra, materiales, energía.. • Supresión de piezas defectuosas y devoluciones Evolución incremental de la automatización M.A.S. Automatización Industrial 3 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Bucle de control Problema a resolver Perturbaciones Ordenes Entradas ? R U Salidas Sistema a controlar Y Control en bucle abierto Prealimentación Perturbaciones Entradas Ordenes Controlador R U Salidas Sistema a controlar Y Control en bucle cerrado. Realimentación Prealimentación Perturbaciones Entradas Ordenes Controlador R U Salidas Sistema a controlar Y Realimentación M.A.S. Automatización Industrial 4 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Estructura de los sistemas automatizados Estructura básica Tecnologías implicadas Tipos de sistemas – Continuos – Eventos discretos – Híbridos M.A.S. Automatización Industrial 5 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Programa Automatización de Sistemas de Eventos Discretos – Modelado de sistemas de eventos discretos – Arquitecturas y tecnologías de control de sistemas de eventos discretos – Autómatas programables – Programación de autómatas Sensores y actuadores – Sensores – Actuadores neumáticos y oleohidraúlicos – Interfases M.A.S. Automatización Industrial 6 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Bibliografía básica J. Balcels y J.L. Romeral. “Autómatas Programables”. Marcombo. International Standard IEC 1131-3. IEC, 1993. IEC 61131-3, programming industrial automation systems : concepts and programming languages, requirements for programming systems, aids to decision-making tools. John, Karl-Heinz. 1995. IEC 1131-3 programming methodology : [software engineering methods for industrial automated systems] Bonfatti, Flavio. 1997. R.W. Lewis, "Programming Industrial Control Systems Using IEC 1131-3", IEE. M.A.S. Automatización Industrial 7 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Bibliografía complementaria (I) Automatización : problemas resueltos con autómatas programables. Romera, Juan Pedro. Paraninfo. 2001. V.A. Martinez, "Automatización con Autómatas Programables", Ra-Ma, 1991. A. Mayol, "Autómatas Programables", Marcombo Boixareu, 1987. G. Michel, "Autómatas Programables. Arquitecturas y Aplicaciones", Marcombo Boixareu, 1990. A. Porras y A.P. Montero, "Autómatas Programables. Fundamento. Manejo. Instalación y Práctica". McGrawHill, 1990. A. Simon, "Autómatas Programables. Programación, Automatismos y Lógicas Programable", Paraninfo, 1991. Harry N. Norton “Sensores y Analizadores”. GG. 1984. Clarence W. deSilva “Control Sensors and Actuators”. Prentice Hall. 1989. M.A.S. Automatización Industrial 8 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Bibliografía complementaria (II) H.S.Tzou y T. Fukuda “Precision Sensors, Actuators and Systems”. Kluwer Academic Publishers. 1992. M.J. Pitt y P.E. Preece. “Instrumentation and Automation in Process Control”, Ellis Horwood, 1990. A. Barrientos, L.F. Peñin y J. Carrera. “Automatización de la Fabricación. Transductores y Actuadores”. Publicaciones ETSII Madrid. 1995. “Neumática”. SMC International Training. Paraninfo. 2000. A.Serrano Nicolas, “Neumática”, EP, 1996. Antonio Guillén Slavador, “ Introducción a la Neumática”, BE, 1988 W. Deppert y K. Stoll, “Aplicaciones de la Neumática”, 1991. W. Deppert y K. Stoll, “Dispositivos neumáticos”, BE, 1994. Sensores y acondicionadores de señal. Pallás Areny, Ramón. Marcombo. 2003. M.A.S. Automatización Industrial 9 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Prácticas Trabajos – Programación de un autómata Prácticas dirigidas – Prácticas relacionadas con el trabajo 1. Autómatas programables I 3. Autómatas programables III – Otras prácticas 2. Autómatas programables II 4. Sensores y neumática M.A.S. Automatización Industrial 10 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Criterios de evaluación Prácticas. – Una nota (T) en el trabajo de autómatas – Una nota (Pi) en las prácticas 2 y 4, obtenida a partir de: » Examen antes de la práctica » Resultados de la práctica – Nota de prácticas P 2T P2 4 P4 – Es obligatorio hacer todas las prácticas Examen. – Requisito para poderse presentar: P – Nota examen: E 5 Nota final F 0,3 * P 0,7 * E P5 E4 Requisitos para aprobar F 5 En caso de tener suspensas las prácticas, el examen de prácticas correspondiente a la convocatoria de Septiembre se hará en Julio. Se guarda la nota de prácticas (no las de las prácticas individuales). En los exámenes se prohíbe el uso de calculadoras programables. En los exámenes, para los problemas de autómatas, se permite consultar el resumen del manual de programación del autómata. M.A.S. Automatización Industrial 11 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c SISTEMAS LÓGICOS M.A.S. Automatización Industrial 12 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Álgebra de Boole Concepto de Álgebra. – Elementos – Operaciones – Axiomas Álgebras de Boole. – Conjuntos – Lógica – ... M.A.S. Automatización Industrial 13 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Lógica (I) Elementos – Constantes » 0 (falso) » 1 (verdad) – Variables Operadores lógicos / NOT / NO aa 01 10 / OR / O aba b 0 01 1 10 1 11 M.A.S. 00 1 / AND / Y a b ab 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 Automatización Industrial 14 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Lógica (II) Axiomas Asociatividad: a (b c) (a b) c ; a (b c) ( a b) c Conmutatividad: a b b a ; ab ba Distributividad: a bc (a b) ( a c) ; a (b c) ab ac Identidad: a 0 a ; a1 a Complemento: a a 1 ; aa 0 Principio de dualidad M.A.S. Automatización Industrial 15 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Lógica (III) Otras propiedades Idempotencia: aa a ; aa a Absorcion: a ab a ; a ( a b) a a a b a b ; a (a Leyes de De Morgan: b) ab ab ; ab ab ab Involucion: a M.A.S. a Automatización Industrial 16 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Funciones lógicas (I) Concepto de función lógica Representación – Mediante expresiones booleanas Ej. f ( a , b) ab ab – Mediante tablas (tablas de verdad) Ej. ab 00 01 10 11 M.A.S. f 0 1 1 0 Automatización Industrial 17 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Funciones lógicas (II) Obtención de la expresión booleana a partir de la tabla de verdad – Suma de productos Ej. ab 00 01 f 0 1 10 11 1 0 f ( a , b) ab ab f ( a , b) ( a b) ( a – Producto de sumas Ej. ab 00 01 10 11 M.A.S. f 0 1 1 0 b) Automatización Industrial 18 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sistemas lógicos Concepto de sistema lógico Tipos de sistemas lógicos – Combinacionales – Secuenciales » Concepto de estado – Tipos de sistemas secuenciales » Síncronos » Asíncronos M.A.S. Automatización Industrial 19 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Representación de sistemas lógicos. Diagrama de estados (I) Representación de los sistemas combinacionales – Funciones lógicas Representación de los sistemas secuenciales – Representaciones tabulares – Representaciones gráficas Diagrama de estados Ej. M.A.S. Automatización Industrial 20 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama de estados (II) Problemas del diagrama de estados para representar sistemas concurrentes M.A.S. Automatización Industrial 21 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Redes de Petri (I) Redes de Petri Elementos de una red de Petri – – – – Lugares Transiciones Flechas Marcas Estructura de una red de Petri – Alternancia de lugares y transiciones Reglas de evolución – Sensibilización de una transición – Disparo de una transición M.A.S. Automatización Industrial 22 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Redes de Petri (II) Representación de sistemas secuenciales mediante redes de Petri – Los lugares representan acciones – Las transiciones representan eventos – El marcado de la red representa el estado del sistema (marcado binario) Cada lugar tiene 0 ó 1 marcas. Ej. M.A.S. Automatización Industrial 23 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama funcional Norma IEC 848 Grafcet Relación con las redes de Petri – Etapas (lugares) – Transiciones – Marcado binario M.A.S. Automatización Industrial 24 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama funcional. Estructuras básicas (I) Secuencia simple Secuencias alternativas Fin de secuencias alternativas M.A.S. Automatización Industrial 25 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama funcional. Estructuras básicas (II) Secuencias simultáneas Fin de secuencias simultáneas M.A.S. Automatización Industrial 26 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama funcional. Ejemplo M.A.S. Automatización Industrial 27 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c TECNOLOGIAS DE CONTROL DE SISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS. AUTOMATAS PROGRAMABLES M.A.S. Automatización Industrial 28 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Control de sistemas de eventos discretos. Tecnologías Sistemas cableados – Sistemas electrónicos de diseño específico – Sistemas neumáticos – Sistemas electromecánicos Sistemas programables – Sistemas electrónicos de diseño específico » Diseño completo » Diseño con tarjetas para buses normalizados – Computadores comerciales » Computadores de uso general » Autómatas programables Comparación – En general los sistemas cableados son muy poco flexibles – Los sistemas electrónicos de diseño específico tienen un coste de desarrollo muy alto, que solo se rentabiliza con series altas – Los sistemas neumáticos solo se utilizan en casos especiales (ej. ambientes explosivos) – Los sistemas electromecánicos, debido a su facilidad de diseño y mantenimiento, eran hasta hace poco los más empleados. Hoy en día solo se usan en casos sencillos – El bajo coste y flexibilidad de los computadores comerciales hace que sean los más empleados M.A.S. Automatización Industrial 29 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Computadores de uso general vs autómatas programables Ventajas de los computadores de uso general – – – – Precio Capacidad de cálculo Interfase gráfica Normalización Ventajas de los autómatas programables – Robustez – Arquitectura adaptada a la aplicación – Modularidad y versatilidad entradas / salidas (tipo y numero) – Software M.A.S. Automatización Industrial 30 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Cantidad de equipos idénticos a realizar Cuadro comparativo Sistemas electrónicos de diseño específico (componentes) Sistemas electrónicos de diseño específico (tarjetas) Sistemas electromecánicos Autómatas programables Computadores de uso general Complejidad del automatismo M.A.S. Automatización Industrial 31 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Autómatas programables Denominaciones Arquitecturas – Sistemas compactos/modulares – Subsistemas remotos M.A.S. Automatización Industrial 32 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Autómatas programables. Elementos básicos Elementos básicos – Alimentación » Potencia » Tensión de entrada » Baterías – Procesador » Características » Memoria de uso general – Memoria de programa – E/S digitales » Aislamiento • Justificación • Realización Ej. Entradas y salidas CC Necesidad de generadores externos » Amplitud y frecuencia de la señal de E/S M.A.S. Automatización Industrial 33 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Autómatas programables. Otros elementos E/S analógicas – Tipo » Tensión » Intensidad » Entradas especiales (ej. termopares) – Aislamiento Entradas para captadores de recorrido Reguladores – de uso general – de posición – de temperatura... Contadores / temporizadores Comunicaciones Elementos de programación – Terminales portátiles – Computadores personales Terminales de explotación – Teclados – Visualizadores – Terminales integrados M.A.S. Automatización Industrial 34 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATAS M.A.S. Automatización Industrial 35 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Ejecución de programas Modos de ejecución Imagen del proceso M.A.S. Automatización Industrial 36 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Lenguajes de programación Normalización – Carencia tradicional de normas – Norma IEC 1131-3 Lenguajes IEC 1131-3 – Estructura » SFC. Secuencial function chart (diagrama funcional secuencial ) – Programación » Lenguajes literales • IL. Instruction list (lista de instrucciones) • ST. Structurted text (literal estructurado) » Lenguajes gráficos • LD. Ladder diagram (diagrama de contactos) • FBD. Function block diagram (diagrama de bloques funcionales) PL7 – Se va a utilizar en las prácticas – En algunos aspectos sigue la norma IEC 1131-3 M.A.S. Automatización Industrial 37 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Representación de datos Números Descripción Enteros Reales Reales con exponente Base 2 Base 8 Base 16 Booleano Ejemplo -12 0 +988 -12.0 0.0 123 456 0.458 -1.34E-12 o -1.34e-12 1.0E+8 o -1.0e+8 1.23e6 o 1.23e6 2#1111 1111 (255 decimal) 2#11100000 (240 decimal) 8#377 (255 decimal) 8#340 (240 decimal) 16#FF o 16#ff (255 decimal) 16#E0 o 16#e0 (240 decimal) 0 FALSE 1 TRUE Cadenas de caracteres Tiempo M.A.S. Automatización Industrial 38 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Tipos de datos Tipos elementales Clave BOOL SINT INT DINT LINT USINT UINT UDINT ULINT REAL LREAL TIME DATE TIME OF DAY o TOD DATE AND TIME o DT STRING BYTE WWORD DWORD LWORD Tipo de datos Booleano Entero corto Entero Doble entero Entero largo Entero corto sin signo Entero sin signo Doble entero sin signo Entero largo sin signo Real Real largo Duración Fecha Hora del día Fecha y hora del día Cadena de caracteres Cadena de 8 bits Cadena de 16 bits Cadena de 32 bits Cadena de 64 bits Bits 1 8 16 32 64 8 16 32 64 32 64 8 16 32 64 Tipos de datos genéricos ANY, ANY_NUM, ANY_REAL, ANY_INT, ANY_BIT, ANY_DATE Tipos de datos derivados M.A.S. Automatización Industrial 39 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Variables Representación %LocalizaciónTamaño.i (...) Localización Entrada Salida Memoria Ej. Tamaño I Q M Bit Bit Byte (8 bits) Palabra (16 bits) Doble palabra (32 bits) Cuadruple palabra X B W D L %QX75 o %Q75 %MD48 %IW2.5.7.1 Variables multielemento – Vectores – Variables estructuradas Declaración de variables M.A.S. Automatización Industrial 40 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Funciones Concepto de función – Una única salida – La salida depende solo del valor instantáneo de las entradas Declaración Funciones estándar – – – – – – – – – – M.A.S. Funciones de conversión de tipo Funciones numéricas Funciones aritméticas Funciones de desplazamiento Funciones booleanas en cadenas de bits Funciones de selección Funciones de comparación Funciones de cadenas de caracteres Funciones de tiempo Funciones de tipos de datos enumerados Automatización Industrial 41 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Bloques de función Concepto de bloque de función – Una o varias salidas – La salida no depende solo del valor instantáneo de las entradas Declaración Bloques de función estándar – – – – M.A.S. Biestables Detectores de flanco Contadores Temporizadores Automatización Industrial 42 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Bloques de función estándar (I) Biestables – RS (set dominante) SR BOOL S1 BOOL Q1 BOOL R – RS (reset dominante) RS BOOL S Q1 BOOL BOOL R1 – Semáforo SEMA BOOL CLAIM BOOL BUSY BOOL RELEASE Detectores de flanco – Detector de flanco de subida R_TRIG BOOL CLK Q BOOL – Detector de flanco de bajada F_TRIG BOOL M.A.S. CLK Q BOOL Automatización Industrial 43 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Bloques de función estándar (II) Contadores – Contador ascendente CTU BOOL CU BOOL R INT Q CV PV BOOL INT – Contador descendente CTD BOOL CD BOOL LD INT PV Q BOOL CV INT – Contador ascendente/descendente CTUD BOOL QU BOOL BOOL CD QD BOOL BOOL R BOOL LD INT M.A.S. CU PV CV INT Automatización Industrial 44 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c IEC 1131-3. Elementos comunes. Bloques de función estándar (III) Temporizadores – Monoestable IN TP BOOL IN Q BOOL TIME PT ET TIME Q PT ET 0 – Retardo a la conexión IN TON BOOL IN Q BOOL TIME PT ET TIME Q PT ET 0 – Retardo a la desconexión IN TOF BOOL IN Q BOOL TIME PT ET TIME Q PT ET 0 M.A.S. Automatización Industrial 45 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama de contactos (I) Características y origen del lenguaje Ejemplo Sistema de conexión/desconexión de un motor – Solución con relés – Programa en diagrama de contactos M.A.S. Automatización Industrial 46 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama de contactos (II) Estructura de un diagrama de contactos Zona de prueba Zona de acción Barras de energía Elementos básicos %I3.5 – Contactos – Bobinas %M7 %Q5.1 %I3.2 Concepto de red conexa Reglas de evaluación – Entre redes: de arriba a abajo – Dentro de una red: de arriba a abajo y de izquierda a derecha M.A.S. Automatización Industrial 47 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Diagrama de contactos. Metodología de diseño de sistemas lógicos Sistemas combinacionales – Programación de una función lógica » Contactos en serie equivalen al operador Y lógico » Contactos en paralelo equivalen al operador O lógico B A D – Ej. C D ( A C) B Sistemas secuenciales – Programación de un diagrama de estados » Asignar una variable %Mi a cada estado » Transiciones entre estados %M5 %M5 E %M5 R E %M6 %M6 S » Programar las salidas como funciones lógicas que dependen de las entradas (salidas) y los estados » Inicialización M.A.S. Automatización Industrial 48 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c INTRODUCCIÓN A LOS SENSORES M.A.S. Automatización Industrial 49 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de presencia y posición Todo / Nada – Presencia Continuos – Posición M.A.S. Automatización Industrial 50 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de presencia Sensores de contacto – Electromecánicos Sensores de proximidad – – – – M.A.S. Inductivos Capacitivos Ópticos Lengüeta (reed) Automatización Industrial 51 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de contacto Electromecánicos (fines de carrera) M.A.S. Automatización Industrial 52 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de proximidad Tipos – – – – M.A.S. Inductivos Capacitivos Ópticos Lengüeta (reed) Automatización Industrial 53 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de proximidad. Ópticos Ejemplos de aplicación M.A.S. Automatización Industrial 54 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de proximidad. Inductivos Ejemplos de aplicación M.A.S. Automatización Industrial 55 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de proximidad. Capacitivos Ejemplo de aplicación M.A.S. Automatización Industrial 56 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de proximidad. Lengüeta (reed) M.A.S. Automatización Industrial 57 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición. Potenciómetro Resistencia variable M.A.S. Automatización Industrial 58 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición. Sincro/resolver Actúa como un transformador variable Sincro: 120º Resolver: 90º M.A.S. Automatización Industrial 59 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición. Encoder (I) Absolutos M.A.S. Automatización Industrial 60 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición. Encoder (II) Incrementales M.A.S. Automatización Industrial 61 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición/distancia. Sonar Telémetros de ultrasonidos (sonar) M.A.S. Automatización Industrial 62 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición/distancia. Ópticos (I) Telémetros láser M.A.S. Automatización Industrial 63 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de posición/distancia. Ópticos (II) Telémetros por triangulación óptica M.A.S. Automatización Industrial 64 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Con contacto – – – – Termopares Termistores Termorresistencias (RTD) Circuitos integrados Sin contacto – Sensores de infrarrojos M.A.S. Automatización Industrial 65 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Termopares. Efecto Seebeck V1 k (t1-t2) Efecto Seebeck Propiedades M.A.S. Automatización Industrial 66 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Termopares. Compensación Baño de hielo Compensación electrónica M.A.S. Automatización Industrial 67 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Tipos de termopares TERMOPARES Tipo Composición Rango (°C) B Pt-30% Rh / Pt-6% Rh Ni-Cr / Cu-Ni Fe / Cu-Ni Ni-Cr / Ni-Al Ni-Cr-Si / Ni-Si-Mg Pt-13% Rh / Pt Pt-10% Rh / Pt Cu / Cu-Ni 0 to 1820 -270 to 1000 -210 to 1200 -270 to 1372 -270 to 1300 -50 to 1768 -50 to 1768 -270 to 400 E J K N R S T M.A.S. Automatización Industrial 68 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Termistores M.A.S. Automatización Industrial 69 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Termorresistencias (RTD) M.A.S. Automatización Industrial 70 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Circuitos integrados M.A.S. Automatización Industrial 71 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Sensores de infrarrojos M.A.S. Automatización Industrial 72 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de temperatura Comparación M.A.S. Automatización Industrial 73 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de fuerza Piezoeléctrico Reactancia variable Galgas extensiométricas M.A.S. Automatización Industrial 74 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Galgas extensiométricas (I) Galgas Medida con Puente de Wheatstone Compensación de temperatura M.A.S. Automatización Industrial 75 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Galgas extensiométricas (II) M.A.S. Automatización Industrial 76 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de aceleración (I) Reactancia variable M.A.S. Automatización Industrial 77 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de aceleración (II) Microsistemas electromecánicos (MEMS) M.A.S. Automatización Industrial 78 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de aceleración (III) Piezoléctrico Galgas extensiométricas M.A.S. Automatización Industrial 79 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de caudal (I) Presión diferencial M.A.S. Automatización Industrial 80 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de caudal (II) Turbina Volumétrico M.A.S. Automatización Industrial 81 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de caudal (III) Fuerza Térmico Ultrasonidos Variación de área M.A.S. Automatización Industrial 82 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de nivel (I) Resistencia / capacidad Inductivo M.A.S. Automatización Industrial 83 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de nivel (II) Flotador M.A.S. Automatización Industrial 84 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Sensores de nivel (III) Ultrasonidos Presión M.A.S. Automatización Industrial 85 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA M.A.S. Automatización Industrial 86 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Introducción Neumática Oleo-hidraúlica Elementos de un sistema neumático Compresor Aire atmósfera Acondicionador Almacenamiento y distribución Válvulas M.A.S. Actuadores Máquina Automatización Industrial 87 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Compresor Principales especificaciones – Presión – Caudal Tipos de compresores – Émbolo – Rotativos – Centrífugos M.A.S. Automatización Industrial 88 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Compresores de émbolo Compresores monoetapa y multietapa • Presiones máximas • Compresores de una etapa (hasta 10 bar) • Compresores de 2 etapas (hasta 50 bar) • Compresores de 3 etapas (hasta 250 bar) • Normalmente no se alcanzan las presiones máximas (Ej. Compresor de 2 etapas para más de 6/8 bar) M.A.S. Automatización Industrial 89 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Acondicionamiento • El aire a la salida del compresor esta sucio, a alta temperatura y con exceso de humedad. • Tratamientos • Filtrado. Filtros de aire para la eliminación de polvo, aceite, etc • Secado. Condensadores de agua y aceite • Refrigerado. • Regulación de la presión. M.A.S. Automatización Industrial 90 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Almacenamiento y distribución Almacenamiento. Se usan depósitos de aire comprimido para compensar las fluctuaciones de producción y consumo. Distribución M.A.S. Automatización Industrial 91 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Válvulas (I) Representación DIN 24300 P = Alimentación de aire comprimido A,B,C = Salidas de trabajo R,S,T = Escape de aire X,Y,Z = Conexión de mando CETOP 1 = Alimentación de aire comprimido 2 y 4 = Salidas de trabajo 3 y 5 = Escape de aire 12 y 14 = Conexión de mando M.A.S. Automatización Industrial 92 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Válvulas (II) Elementos de mando pulsador palpador palanca pedal manual R. abatible presión rodillo magnético Piloto aire muelle bobina con piloto de aire M.A.S. Automatización Industrial 93 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Cilindros Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto M.A.S. Automatización Industrial 94 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Mando de cilindros Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Ajuste de velocidad de desplazamiento M.A.S. Automatización Industrial 95 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Aplicaciones de la neumática (I) Accionamientos. – Ej. Cilindro neumático Sensores. – Ej. Fin de carrera M.A.S. Automatización Industrial 96 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Aplicaciones de la neumática (II) Control. – Ej. Lógica neumática AND M.A.S. Automatización Industrial 97 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c INTRODUCCIÓN A LOS BUSES DE CAMPO M.A.S. Automatización Industrial 98 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Buses de campo M.A.S. Automatización Industrial 99 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Ejemplo de conexión física M.A.S. Automatización Industrial 100 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Niveles M.A.S. Automatización Industrial 101 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Protocolos 7 6 5 4 3 2 1 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Físico Ejemplo M.A.S. Automatización Industrial 102 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Múltiples sistemas M.A.S. Automatización Industrial 103 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Tiempo de respuesta M.A.S. Automatización Industrial 104 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Coexistencia de múltiples redes M.A.S. Automatización Industrial 105 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Adaptadores universales M.A.S. Automatización Industrial 106 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Principales BUS Propietario variantes Topología Medio físico Buses para aplicaciones de control industrial e instrumentación Industria (Dinamarca) Par trenzado apantallado PROFIBUS FIPIO (Schneider) FIPway (Schneider) WorldFIP Industria (Francia) Interbus-S Modicon (USA) Phoenix (Alemania) DeviceNet Modbusplus (Schneider) Bus lineal Anillo Bus lineal Bus lineal Árbol Estrella CAN Bosch y CiA (Alemania) Bus lineal SDS Honeywell Bus lineal M-Bus M.A.S. Par trenzado apantallado 19,2 Kbps 93,75 Kbps 187,5 Kbps 500 Kbps 1.200 m 1.200 m 600 m 200 m 31,25 Kbps 1.900 m 1 Mbps 2,5 Mbps 5 Mbps 750 m 500 m Fibra óptica ControlNet Ethernet 1.200 m Bus lineal Allen Bradley (Rockwell) Modbus 1.200 m Par trenzado apantallado PROFIBUSIndustria DP (Alemania) (Siemens) Bus lineal 76.800 bps. 9,6 Kbps P-NET Anillo Velocidad banda base (bps = bits por Distancia Nodos por segundo) segmento segmento Ethway (Schneider) Estrella Bus lineal 125 Tipo de a cceso al bus de 300 bps a 19,2 Kbps Norm. Paso de t estigo CENELEC Sondeo E N 50170 principalsubordinado V ol. 1 CENELEC Paso de E N 50170 t estigo V ol. 2, Sondeo DIN STD activa-pasiva 19245 32 CENELEC E N 50117 Centralizado V ol. 3, (árbitro de NFC 46 (601bus) 605), IEC 1158-2 32 Sondeo principalsubordinado Paso de Par trenzado 500 Kbps 400 m 256 t estigo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple 125 Kbps 500 m Access with 250 Kbps 250 m Colision Par trenzado 64 Detection ) 500 Kbps 100 m CTDMA (Concurrent Time Domain Coaxial 5 Mbps 1.000 m Multiple Fibra óptica 5 Mbps 3.000 m 48 Access) CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection ) de 50 Kbps de 1.000 m c on arbitraje Par trenzado a 1 Mbps a 40 m de 127 a 64 de bit CSMA 125 Kbps (Carrier Sense 250 Kbps Multiple 500 Kbps Cable de 4 hilos 500 m 64 Access) 1 Mbps CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Par trenzado 10 Mbps Detection ) 100 Mbps TCP / IP Fibra óptica 100 Mbps 100 m 200 Mbps de 300 a Cable de 2 hilos 9.600 bps 1.000 m 250 Centralizado Par trenzado Curso 04/05 1c 1.000 m 248 DIN E19258 ISO 11898, ISO 11519 (Basado en CAN) Basado en CAN ISO 11898 / 11519 ISO 11898 (Basado en CAN) ISO 8802-3 Automatización Industrial 107 Univ. Carlos III de Madrid Notas Ingeniería de Sistemas y Automática Curso 04/05 1c Evolución M.A.S. Automatización Industrial 108 ...
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This note was uploaded on 08/31/2011 for the course AUTOMATION 13 taught by Professor M.garvia during the Winter '09 term at Université des Sciences et technologie de Lille.

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