• Author / Uploaded
• WILMER CRUZ DIAZ

Citation preview

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA Periodo 2020-1

TECNOLOGÍAS DE AUTOMATIZACION UTILIZADAS EN PROCESOS INDUSTRIALES Autor: Wilmer Orlando Cruz Diaz-Cod.1802513 RESUMEN En el presente documento se realizó la investigación de las tecnologías más utilizadas en los procesos de automatización, en donde se ilustran algunas de estas tecnologías, entre ellas los robots colaborativos, también se denotan y definen tecnologías de información como Big Data, Data Mining y Data Analytics. Tecnologías las cuales van acompañadas de sistemas de comunicación IIoT. Con el fin de globalizar el uso de las tecnologías en la industria, se estandarizar los protocolos. El propósito de la investigación fue conocer estas estandarizaciones para lograr una versatilidad al manejar diferentes tipos de tecnologías. Mediante el proceso de aprendizaje donde se utilizaron fuentes de información se reconoció las partes que componen un proceso industrial, la funcionalidad y algunas tecnologías importantes que lo constituyen. El aporte principal es la versatilidad con la que en un futuro se podría llegar a implementar todo lo investigado en un proceso industrial que no sean forma de aprendizaje. Ya que se reconoció los diferentes tipos de tecnologías posibles a enfrentar en el campo laboral ABSTRACT In this document the investigation of the most used technologies in the automation processes was carried out, where some of these technologies are illustrated, including collaborative robots, also denoted and information technologies such as Big Data, Data Mining and Data Analytics. Technologies which are accompanied by IIoT communication systems. In order to globalize the use of technologies in industry, protocols are standardized. The purpose of the research was to know these standardizations to achieve versatility when handling different types of technologies.

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA Periodo 2020-1

Through the learning process where information sources are used, the parts that make up an industrial process, functionality and some important technologies that use it are recognized. The main report is the versatility with which in the future it could be possible to implement everything investigated in an industrial process that is not a form of learning. Since it recognizes the different types of possible technologies to face in the labor field

I.

INTRODUCCIÓN

La automatización industrial es un conjunto de tecnologías computacionales y electromecánicas, utilizada en procesos que involucran eficiencia, efectividad y rapidez de producción. Hoy en día los procesos industriales se han vuelto primordiales en el desarrollo de una empresa, puesto que la tecnología va avanzando a pasos agigantados ocasionando que las empresas deban actualizar sus procesos. Existen diferentes tipos de tecnologías, sin embargo, entre estas se encuentra el controlador lógico programable (PLC) el cual ha servido ha servido como impulso para el desarrollo de estos procesos, definiéndose como un cerebro que activa los componentes de las máquinas para ejecutar una acción o una tarea [1][2][3]. Uno de los ideales más importantes de los procesos industriales es poder controlar la demanda creada por el cliente. Para lograr esto se debe programar tareas en un procesador para que se pueda cubrir este problema, de igual forma un sistema el cual permita la supervisión control y adquisición de datos (SCADA). Debido a estas necesidades el ingeniero de hoy en día debe adquirir los conocimientos necesarios para poder

dictaminar dichas tareas, entre estas bases se debe saber, entender e interpretar la estructura tanto física como programable [1][2][3]. Para entender mejor el manejo, se tiene presente la implementación de un Computador lógico Programable (PLC) el cual debe hablar del estándar internacional IEC 61131 con el que se identifican los autómatas programables. Este estándar se encuentra dividido en 8 capítulos los cuales tratan temas como la visión general, Hardware, lenguajes de programación, guías de usuario, comunicación, Control difuso y guías para el diseño, implementación y uso de lenguajes de programación [1][2][3].

II.

MARCO TEORICO

En las industrias, especialmente en la generación 4.0 es indispensable contar con sistemas capaces de generar productividad y eficiencia continua, sin importar fenómenos externos, lo que ha provocado la adquisición de tecnologías cada vez más autónomas, A continuación, se denotan algunas tecnologías para la transición de procesos industriales. ➢ Robótica colaborativa (Cabot):

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Desde hace varias décadas los seres humanos en conjunto han venido desarrollando maquinas de diferentes tipos, por ejemplo, los antiguos egipcios construyeron estatuas a través de sistemas hidráulicos, lo que empezó a desarrollarse hasta llegar a la robótica. La palabra robot se uso por primera vez en 1920, en una obra llamada “Los Robots Universales de Rossum “, escrita por el checo Capel, Karel. [4][5][6][7]. Los Robots colaborativos, un paso adelante a la robótica, se van posicionando como el motor de crecimiento de la industria en los últimos años. Estos robots son muy utilizados en sistemas que requieran de un alto nivel de rendimiento, especialmente en áreas de control, manipulación y progreso. Estas tareas programables requieren de gran precisión lo que hace a estos robots de gran interés. La integración de esta tecnología también tiene como finalidad remplazar y acompañar actividades realizadas por operarios, ya que algunas de las actividades suplantadas en ocasiones pueden ser de alto riesgo para la persona [4][5][6][7]. Algunas aplicaciones de Colaborativos en industria son:

Periodo 2020-1

Otros Campos específicos: ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢

Química. Física. Medicina. Militar. Vida doméstica. Educación.

A continuación, se ilustran algunos ejemplos de robot colaborativo en sistemas industriales:

Figura No 1. Robot colaborativo, Mecánica automotriz. Fuente: https://www.infoplc.net/blogsautomatizacion/item/102143-robots-colaborativos

Robots

➢ Transporte de materiales. ➢ Montajes. ➢ Corte mecánico, rectificado, desbarbado, pulido. ➢ Pinturas. ➢ Soldaduras, implementación de sustancias nocivas. ➢ Transporte de carga pesada. ➢ Reciclaje. ➢ Medición.

Figura No 2. Robot colaborativo, Mecanizado. Fuente: https://www.siliconweek.com/e-innovation/robotscolaborativos-perfeccionan-la-industria-del-metal-100371

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Periodo 2020-1

determinar eventos complejos que estén relacionados, así mismo esta adquisición permite realizar la simulación y emulación, lo que permite predecir que recursos serán necesarios, para optimizar la automatización y su proactiva participación a los acontecimientos futuros [9][10][11]. • Figura No 3. Robot colaborativo, Industria de carnes. Fuente: https://ide-e.com/wp/cooperacion-entre-robotscolaborativos-y-trabajadores-en-wearecobots/

•

IIoT y Sistemas Ciberfísicos

Las siglas IIoT hacen referencia a (internet industrial de las cosas) y es el uso de las tecnologías de comunicación en la industria. En cuanto a los sistemas Ciberfísicos, quienes son sistemas inteligentes que se caracterizan por agrupar electrónica, software embebido y conectividad, lo que hace un sistema dotado de amplias capacidades. Estos sistemas CiberFísicos sumados al internet de las cosas, proporciona capacidad de comunicación entre maquina y máquina, así mismo, la interacción con los humanos, este software permite autogestionarse y tomar diferentes tipos de decisiones. Están equipados con múltiples sensores, que captan la información con la que los sistemas toman valor de decisión [8]. •

Big Data, Data Analytics

Mining

y Data

En los sistemas industrial es importante almacenar todos los datos adquiridos en el sistema, ya que de allí la fácil identificación de los problemas que puedan surgir en el proceso. Estas tecnologías (Big Data, Data mining y Data Analytics) resultan de gran vitalidad para proporcionar información valiosa acerca del comportamiento de varios procesos, también

Inteligencia Artificial

Es un conjunto de técnicas que involucran la aplicación de sistemas Mecánicos, eléctricos, electrónicos, fluidos, acoplados a tecnologías de información y comunicación, que operan de forma armónica, con el fin de supervisar y controlar diferentes procesos de forma autónoma y con una escaza intervención humana [12] [13]. Las producciones industriales se componen de extensos y complejos procesos, los cuales requieren de sistemas de control, lo que exige el uso de una plataforma tecnología que pueda compensar y manejar estos grandes volúmenes de información, lo que incluye una interpretación autónoma capaz de tomar decisiones y genera adecuados métodos de producción (machine Learning, Deep Learning y artificial intelligence) [12] [13] . •

Control Supervisorio

La incorporación de las computadoras en los sistemas industriales ha dado como resultado mayor control en los procesos y en actividades específicas, ya que el computador no solamente puede controlar operaciones, sino que también informa a los operarios y personas encargadas sobre el estado de las operaciones realizadas en los procesos [12][13]. A continuación, se ilustra el concepto de control Supervisorio:

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Periodo 2020-1

[4] Pereda, J. S. (2018). Robots industriales colaborativos: una nueva forma de trabajo. Seguridad y Salud en el trabajo, (95), 610.

Figura No 4. Robot colaborativo, Industria de carnes. Fuente: Sistemas MultiAgentes y sus Aplicaciones en Automatización Industrial.

•

Fabricación aditiva, impresión 3D

Esta tecnología permite la personalización a la industria 4.0, ya que permite fabricar productos, sin considerar los costes, es independiente de si tiene que fabricar un excesivo numero de piezas iguales o diferentes. A demás, hace sencillo los procesos de productos pequeños[13].

[5] Gutiérrez, S. G. M., Pazarán, A. C., Mejía, R. G., & Moreno, L. N. O. (2018). Desarrollo de plataforma para implementación de robots colaborativos. Visión electrónica, 12(1), 22-31. [6] Tabuenca Alcusón, D. (2017). Implantación de robots colaborativos en linea de producción. [7] (1) Historia de la Robótica Recuperado en febrero 2020.

[8] del Val Román, J. L. (2016). Industria 4.0: la transformación digital de la industria. In Valencia: Conferencia de Directores y Decanos de Ingeniería Informática, Informes CODDII. [9] Mayer-Schönberger, V., & Cukier, K. (2013). Big data: la revolución de los datos masivos. Turner.

III.

REFERENCIA

[1] Ponsa, P., & Granollers, A. (2009). Diseño y automatización industrial. Cataluña: Universidad Politécnica de Cataluña. [2] Emilio García Moreno. (1999). Automatización de procesos industriales. Valencia, España: Universidad Politécnica de Valencia. Pág. 11-15. [3] Pérez-López, E. (2015). Los sistemas SCADA en la automatización industrial. Revista Tecnología en Marcha, 28(4), 3-14.

[10] Tascón, M. (2013). Introducción: Big data. Pasado, presente y futuro. Telos: Cuadernos de comunicación e innovación, (95), 47-50. [11] Hand, D. J. (2007). Principles of data mining. Drug safety, 30(7), 621-622. [12] Aguilar, J., BOLIVAR, A. R., Hidrobo, F., & Cerrada, M. (2012). Sistemas MultiAgentes y sus Aplicaciones en Automatización Industrial. [13] Bravo, C., Aguilar, J. L., & Rivas, F. I. (2004). Diseño de una arquitectura de automatización industrial basada en sistemas multi-agentes. Ciencia e Ingeniería, 25(2), 7588.

TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION EN SISTEMAS INDUSTRIALES PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Periodo 2020-1