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• Enrique Valdez Jordan

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INSTRUMENTACION Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES

Tendencias de Fabricación – Historia Predicciones Tecnológicas: Mecánica Popular 1954

Científicos de la RAND Corp han creado este modelo para ilustrar como un “computador de casa” podría verse en el año 2004. Sin embargo, la tecnología necesaria no será económicamente factible para un hogar medio. Con la interfaz de teletipo y el lenguaje Fortran, el computador será fácil de usar. 2

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HISTORIA • El primer equipo automático data del año 1745 (controlador centrifugo). • La lógica relé se inicia en 1900, en sistemas eléctricos básicos. • La automatización industrial formalmente tiene su origen el año 1947 en General Electric (USA). • En 1959 se tiene la primera fabrica con sistemas automatizados (Refinería Texaco – Port Arthur). • En 1973 se da origen al primer PLC de control electromecánico. • Desde 1975 los microprocesadores impulsan el desarrollo de la automatizacion.

CONCEPTOS • La automatización industrial es el uso de sistemas o elementos para mejorar: – la productividad – la confiabilidad , en los procesos industriales, mediante el control y monitoreo de procesos, equipos y dispositivos.

• Mediante la aplicación y uso de tecnologías e ingeniería aplicada de las áreas: – – – –

Mecánica Eléctrica Electrónica Química

CONCEPTOS • Condiciones de un sistema automatizado: – Operación con autonomía (automático) en condiciones pre definidas. – Limitada participación humana, en condiciones pre definidas. – Procesos, equipos o dispositivos dedicados. – Condiciones de respuesta controlables, no aleatorias.

CONCEPTOS • Ventajas: – – – – – – – –

Aumento de producción. Calidad controlable (por tanto mejor calidad). Estandarización de productos. Mejor control de tiempos en producción. Mejoras en costos de producción. Mayor seguridad. Flexibilidad de la producción. Integración con las plataformas de gestión empresarial.

• Desventajas: – – – – –

Inversión inicial elevada. Mano de obra calificada requerida. Resultados no garantizados. Obsolescencia de tecnologías. Resistencia al cambio.

CONCEPTOS • La automatización industrial se aplica en distintas industrias como ser: – – – – – – – – –

Energía Eléctrica Quimica Telecomunicaciones Alimentos Petroleo y Gas Transporte Construccion Maquinaria pesada Domestico/Residencial

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION

Tecnologias Automatizacion

Cableadas y Fisicas

Neumatica

Hidraulica

Programables

Electrica

Electronica

Controladores Lógicos Programables

Instrumentación Inteligente

SCADA/HMI

Comunicaciones

CONCEPTO • Por que automatizar? • Cual es el contexto a tomarse en cuenta? • Cuales son los drivers que impulsan o detienen la incorporación de tecnologías de automatización industrial?

Tendencias de Fabricación Sistemas Comerciales de la Empresa

Proveedores

Integración de la Cadena de Abastecimiento

Cumplimiento de las Normas / Mandatos

Fabricación Flexible

La Fábrica

Demanda del Cliente

Productividad / Calidad

Costo / Eficacia en el Uso de Energía

Seguridad / Protección

La Integración de la Cadena de Abastecimiento & la Fabricación Flexible están Impulsando la Integración de las Fábricas con los Sistemas Comerciales deCopyright la Empresa © 2006 Rockwell Automation, 10

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Tendencias de Fabricación y Motivadores De

A

Producción en Serie Personalización en Serie Cadena de Abastecimiento Sincronización de la Cadena de Discreta Abastecimiento Diseño & Sistema Conectados Sistema Integrado Ilógicamente Local Global Activos Físicos Activos Funcionales Costo de Adquisición Más Bajo Costo Total del “Sistema”

Motivadores de Fabricación Actuales INTEGRACIÓN: Control, Seguridad, Información/IT

FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Más Rápida, Reconfiguración

FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Más Rápida, Reconfiguración INTEGRACIÓN: Control, Seguridad, Información/IT

OEMs

Usuarios Finales

ÓPTIMA Utilización de los Activos

Optimizar la Soluciones Operación de la Línea de Producción

Optimizar la Eficacia de la Construcción de la Máquina

Servicios de SOPORTE GLOBAL COSTO: Costo del Ciclo Vital

COSTO: Costo del Producto & Componentes Reutilizables

RENDIMIENTO: Eficacia de la Máquina

Servicios de SOPORTE GLOBAL

Muchos Motivadores Comunes para OEMs y Usuarios Finales

Rango de automatización industrial Acceso a Datos de Producción Esenciales; Reducción del Tiempo de Inactividad

Componentes

Productos Empaquetados

Ensamblaje de Sistemas

Soluciones de Sistema

Continuo con Valor Agregado Rendimiento de la Máquina

Rendimiento del Proceso

CONCEPTO • La automatización no esta asociada solamente a entregar mejoras operativas y logísticas. • La automatización debe ser incorporada como una herramienta o recurso de gestión empresarial. • Lograr incrementar la productividad y rentabilidad: – El consolidar la información en toda la planta o empresa reduce significativamente el tiempo de toma de decisiones. – Utilizar información de sistema para mejorar la calidad & la consistencia y cumplir con los requisitos reglamentarios . – Optimizar los activos de la planta con dispositivos e instrumentos de campo inteligentes que proporcionen control de procesos e información de producción.

Automatización Integrada a la empresa Sistemas Comerciales de la Empresa Manejo de la Cadena de Abastecimiento

Sistemas de Información en Toda la Planta

Diseño & Configuración

Planificación de los Recursos de la Empresa

Manejo de la Producción

Manejo de las Relaciones con los Clientes

Manejo de Datos

Calidad & Cumplimiento

Manejo de Activos

Manejo del Ciclo Vital del Producto

Rendimiento & Visibilidad

Disciplinas de Producción

Equipo de Terceros & Patrimonio

Arquitectura Integrada Sistemas de Automatizació n en Toda la Planta

Control de Procesos

Control de Lotes

Sistemas de Manejo

Control de Movimientos

Control Discreto

Seguridad

Disciplinas de Control

Solución Unificada para Automatización & Información Integrando la Planta & los Sistemas Comerciales

CONCEPTO • La razón estructural de incorporar sistemas automatizados a los procesos de la empresa es:

GANAR COMPETITIVIDAD

CONCEPTO • La ganancia de competitividad se mide por: Tiempo de Salida al Mercado Más Rápido Costos de Integración Más Bajos Costo de Propiedad Total Más Bajo Optimización del Rendimiento Cumplimiento de las Normas

Automatización para el control e información en toda la planta

Costos

Operacionales Inferiores

Costo de

Propiedad Total Más Bajo

Cumplimiento de las Normas & Estándares

Mejor

Información

Decisiones

Más Rápidas

Mayor

Productividad

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Nivel 4: Integracion y Gestion

Nivel 3: Nivel de Supervisión

Nivel 2: Control Local y toma de datos

Nivel 1: Campo : Instrumentación, Medición y Actuación

OPERACIONES DEL PROCESO

Implementación del sistema

Planificación del sistema

PIRAMIDE DE AUTOMATIZACION

CONCEPTO Nivel 1: Instrumentación, medición y actuación

CONCEPTO • Nivel 2: Control

CONCEPTO • Nivel 3: Supervisión

Arquitectura de Control de una Estación de Bombeo Al sistema de supervisión

Ethernet I/P

Modbus

Válvulas Motorizadas Computadoras de Caudal Otros dispositivos

Controlador SIL 2

Instrumentación En Fieldbus Foundation

Devicenet

E/S Distribuidas EEX Clase 1 Div 1

Series Monitor •Vibración •Protección

CCM

VFD

Controlador SIL 2