Automatización Industrial: ¿Qué es? (Conceptos básicos y tipos)
Debido a los avances tecnológicos rápidos, todos los sistemas de procesamiento industrial, fábricas, maquinaria, instalaciones de prueba, etc., pasaron de la mecanización a la automatización. Un sistema de mecanización necesita la intervención humana para operar la maquinaria manual. A medida que evolucionaron nuevas y eficientes tecnologías de control, el control automático por computadora se impulsa por la necesidad de alta precisión, calidad, exactitud y rendimiento de los procesos industriales.
La automatización es un paso más allá de la mecanización, que utiliza dispositivos de alto control para procesos de fabricación o producción eficientes.
¿Qué es la automatización industrial
La automatización industrial es el uso de dispositivos de control como PC/PLCs/PACs, etc., para controlar procesos y maquinaria industriales eliminando la mayor intervención laboral posible, y reemplazando operaciones de montaje peligrosas con operaciones automatizadas. La automatización industrial está estrechamente vinculada a la ingeniería de control.
La automatización es un término amplio aplicado a cualquier mecanismo que se mueve por sí mismo o es autodirigido. La palabra 'automatización' se deriva de las palabras griegas antiguas de Auto (significa ‘auto’) Matos (significa ‘moviéndose’). En comparación con los sistemas manuales, los sistemas de automatización proporcionan un rendimiento superior en términos de precisión, potencia y velocidad de operación.
En el control de la automatización industrial, se pueden detectar simultáneamente una gran cantidad de variables de proceso, como temperatura, flujo, presión, distancia y niveles de líquidos. Todas estas variables son adquiridas, procesadas y controladas por sistemas complejos de microprocesadores o controladores de procesamiento de datos basados en PC.
Los sistemas de control son una parte esencial de un sistema de automatización. Las diversas técnicas de control en bucle cerrado aseguran que las variables de proceso sigan los puntos de ajuste. Además de esta función básica, el sistema de automatización emplea otras funciones como calcular los puntos de ajuste para los sistemas de control, arranque o apagado de la planta, monitoreo del rendimiento del sistema, programación de equipos, etc. Los sistemas de control combinados con monitoreo adaptados al entorno operativo en la industria permiten un sistema de producción flexible, eficiente y confiable.
El sistema automatizado necesita productos de hardware y software dedicados especiales para implementar sistemas de control y monitoreo. En los últimos años, se han desarrollado numerosos productos de este tipo de diversos proveedores que ofrecen sus productos de software y hardware especializados. Algunos de estos proveedores son Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron, entre otros.
Tipos de automatización industrial
La automatización industrial es el uso de sistemas asistidos por computadoras y maquinaria para operar diversas operaciones industriales de manera bien controlada. Dependiendo de las operaciones involucradas, los sistemas de automatización industrial se clasifican principalmente en dos tipos: automatización de plantas de proceso y automatización de fabricación.
Automatización de plantas de proceso
En las industrias de proceso, el producto resulta de muchos procesos químicos basados en algunos materiales primarios. Algunas de estas industrias son farmacéuticas, petroquímicas, cementeras, papeleras, etc. Por lo tanto, la planta de proceso en su totalidad se automatiza para producir un control de alta calidad, más productivo y de alta confiabilidad de las variables físicas del proceso.
La figura anterior muestra la jerarquía del sistema de automatización de proceso. Consiste en varias capas que representan componentes extensos en una planta de proceso.
Nivel 0 o Planta: Este nivel consiste en máquinas que están más cerca de los procesos. En este, sensores y actuadores se utilizan para traducir las señales de las máquinas y variables físicas con fines de análisis y para producir las señales de control.
Control de proceso directo: En este nivel, los controladores automáticos y los sistemas de monitoreo adquieren la información del proceso a partir de los sensores y, en consecuencia, accionan los sistemas de actuadores. Algunas de las tareas de este nivel son-
Adquisición de datos
Monitoreo de la planta
Verificación de datos
Control en bucle abierto y cerrado
Reporte
Control supervisario de la planta: Este nivel comanda a los controladores automáticos estableciendo objetivos o puntos de ajuste. Se encarga del control óptimo de los equipos de control. Algunas de las tareas de este nivel son:
Monitoreo del rendimiento de la planta
Control óptimo del proceso
Coordinación de la planta
Detección de fallos, etc.
Programación y control de producción: Este nivel resuelve problemas de toma de decisiones como la asignación de recursos, metas de producción, gestión de mantenimiento, etc. Las tareas de este nivel incluyen:
Despacho de producción
Control de inventario
Supervisión de producción, informes de producción, etc.
Gestión de la planta: Este es el nivel superior de la automatización de la planta de proceso. Se ocupa más de actividades comerciales que de actividades técnicas. Las tareas de este nivel incluyen-
Análisis de mercado y clientes
Estadísticas de pedidos y ventas
Planificación de producción
Equilibrio de capacidad y pedidos, etc.
Sistema de automatización de fabricación
Las industrias manufactureras producen productos a partir de materiales utilizando máquinas/robots. Algunas de estas industrias manufactureras incluyen textiles y ropa, vidrio y cerámica, alimentos y bebidas, fabricación de papel, etc. Las nuevas tendencias en los sistemas de fabricación están utilizando sistemas de automatización en cada etapa, como el manejo de materiales, mecanizado, ensamblaje, inspección y empaquetado. Con los sistemas de control asistido por computadora y los sistemas robóticos industriales, la automatización de la fabricación se vuelve muy flexible y eficiente.
La figura a continuación muestra la jerarquía del sistema de automatización de fabricación, en la cual todos los niveles funcionales están automatizados mediante el uso de diferentes herramientas de automatización.
