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UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA.

Ingeniería Mecánica

Teoría de control

PIRAMIDE DE AUTOMATIZACION Aguinsaca Morocho Víctor Medina Chalan Edison

Pirámide de Automatización Introducción.

La automatización de los procesos productivos industriales es uno de los aspectos que más ha evolucionado desde los comienzos de la revolución industrial. La integración de tecnologías más antiguas como la mecánica y la electricidad con otras más modernas (electrónica, informática, etc…) está haciendo posible esta evolución.

Esta integración de tecnologías está representada en la llamada pirámide de automatización, que recoge los niveles tecnológicos que se pueden encontrar en un entorno industrial. Las tecnologías se relacionan entre sí, dentro de cada nivel como entre los distintos niveles a través de los diferentes estándares de comunicaciones industriales. [1]

Figura 1 Pirámide de Automatización

Niveles de la Pirámide de Automatización

Equipos de campo (Proceso)

Muy bien representado como la base de la pirámide, porque es en esta área donde reposa la mayor carga de responsabilidad hablando en términos de confiabilidad y seguridad, en este nivel se adquiere datos de campo o instrumentos.

Físicamente se refiere a los instrumentos de medición y acción del proceso automatizado. Aquí podemos mencionar los medidores de flujo, presión, densidad y temperatura, arrancadores suaves de bombas, actuadores de válvulas, solenoides, motores, robots, entre otros.

Por ser el área de mayor actividad por el uso continuo de los instrumentos, debido a la necesidad de la medición constante de las variables de procesosC, también es el área que necesita mayor cuidado y mantenimiento, además de estar expuesta casi siempre a condiciones ambientales adversas. [2]

Figura 2. Sensores8

Control de procesos.

Figura 3. PLC`s

En esta área se encuentran los Controladores Lógicos Programables (PLC por sus siglas en ingles). Estos dispositivos reciben los datos de los instrumentos del área de campo. Y mediante algoritmos programados previamente, procesan estos datos para luego dar una respuesta de manera automática a los dispositivos de salida o acción también en campo. Simultáneamente la información de estos datos

recibidos, procesados y hasta las acciones tomadas, es de alguna manera enviada a consolas operaciones o computadoras ubicadas en el área siguiente que refiere a la “supervisión”. [1]

Operación y supervisión.

Se refiere a equipos donde una persona puede observar, supervisar y controlar las variables operacionales, tomando con punto de partida los datos de campo que fueron recibidos por los PLC´s. A estos equipos se les dice Interfaz Hombre-Máquina (HMI- Human Machine Interface) y mayormente están ubicados más cerca del proceso automatizado en campo. [3]

Figura 4. Sala de Control

Manufactura.

Controla o gestiona el proceso de un equipo en particular, en donde se encuentra un sistema MES (Manufacturing Execution System) se encarga de controlar y supervisar la producción total u optimización de toda una planta. Brinda información estratégica extraída directamente del proceso productivo en tiempo real, esto permite la planificación correcta de la organización, facilita la toma de decisiones, detecta errores, agiliza los procesos, reduce tiempos y, por ende, reduce los costos de producción.

Figura 5 Jerarquía del sistema MES en relación a sus niveles inferiores

Los MES se basan en definiciones estándares y consistentes (terminologías, modelos y conceptos) creadas por organismos como la ISA (S95), la ISO (15704) y la MESA, organización que define los Sistemas de Ejecución de Manufactura. Esto, con el fin de asegurar un marco regulador estándar y facilitar la integración entre distintos sistemas, hoy y en el futuro. Existen más de 60 sistemas MES que se ofrecen en el mercado mundial, pero sólo un cuarto de ellos se basa en alguna norma internacional.

Básicamente el sistema MES es un software que funciona como una extensión del sistema ERP, pero orientado a la planificación y ejecución de la producción. Es decir, traduce a un lenguaje adaptado a la planta el plan empresarial establecido por ERP a un plan de ejecución de la producción con los recursos reales disponibles del momento.

Para la implementación en una empresa de un sistema MES y sus conexiones con ERP y MCS hay que realizar un análisis previo de su modelo productivo para detectar los puntos fuertes y débiles del mismo para establecer una estrategia de producción y diseñar un plan de organización de ERP y MES adecuado. Por consiguiente, dicha implantación es laboriosa por lo que conlleva un gran coste tanto económico como temporal; aunque los beneficios de ERP para la compañía son notables a medio y largo plazo.

Algunos softwares son Sistrade, Nut, Sap, entre otros. [2]

Administración.

Figura 6. Importancia del ERP

La componen los sistemas de gestión integral de la empresa ERP (Enterprise Resource Planning) como su nombre lo dice: es un sistema empresarial o software que controla los recursos de la organización para su mejor planificación. Así es, también brinda información estratégica en tiempo real en áreas operativas y administrativas, integra la parte contable como compras, ventas, inventarios, nómina y a su vez, controla los procesos de producción. Es importante mencionar que los sistemas integrales centralizan la información para su fácil interpretación y análisis, facilitando la toma de decisiones.

ERP vertical ERP horizontal

El primero atiende soluciones puntuales a determinada industria mientras que el segundo puede gestionar la administración de cualquier empresa gracias a su configuración que le permite adaptarse a las necesidades de la misma. En el mercado podemos encontrar diversas marcas de sistemas ERP, los más conocidos son SAP y ORACLE pero también existen marcas como: Baan, QAD, SSA, Visual Manufacturing, Epicor entre otros. [4]

Referencias.

[1] Rodriguez M. (2015/09/03). Claves y diferencias entre los sistemas de organización industrial MES y ERP. Disponible en: https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/claves-diferencia-mes-erp/. [2] Wu, C. (5 de septiembre de 2017). COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING. Obtenido de http://www.simflow.net/publications/books/cimie-part1.pdf [3] automatizacion2008.blogspot.mx. (05 de Septiembre de 2017). Piramide CIM. Obtenido de PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACION: http://automatizacion2008.blogspot.mx/2008/03/piramidecim.html [4]

Cesar

A.

(2018).

La

Pirámide

de

Automatizaciòn.

https://steemit.com/spanish/@autinf/la-piramide-de-automatizacion.

Disponible

en: