Para comprender la necesidad de los automatismos, resulta muy
interesante comprender los procesos de fabricación existentes, y cómo
con el paso de los años se ha pasado de mecanizar a automatizar; para
fabricar más cantidad de productos más rápido y/o más barato.
Un
proceso de fabricación es un conjunto de operaciones
unitarias necesarias para modificar las características de las materias
primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada
tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la
estética. Se realizan en el ámbito de la industria.
En el ámbito industrial los procesos elementales son:
En tecnología mecánica:
- Moldeo: Fundición, Pulvimetalurgia, Moldeo por inyección, Moldeo por soplado, Moldeo por compresión
- Conformado o deformación plástica: Laminación, Forja, Extrusión, Estirado, Conformado de chapa, Encogimiento, Calandrado
- Procesos con arranque de material: Mecanizado (Torneado, Fresadora, Taladrado), Electroerosión
- Tratamiento térmico: Templado, Revenido, Recocido
- Nitruración, Sinterización
- Tratamientos superficiales; Acabado: Eléctricos (Electropulido), Abrasivos (Pulido)
En tecnología química:
- Procesos físicos
- Procesos químicos (Tratamientos superficiales, Pasivado)
Dentro de los procesos de fabricación cabe destacar el proceso de montaje o ensamblaje (Assembly Line)
En la escuela disponemos de una célula de fabricación educativa fabricada por SMC international, concretamente la Célula Flexible FMS-200, compuesta por 8 estaciones.
Esta célula de fabricación a pesar de ser educativa consta de
componentes usados en la industrial real, y presenta una automatización
de producción de una pieza genérica.
En el panel frontal podemos ver dispositivos de control tales como
señalizadores, pulsadores, seta de emergencia, interruptor giratorio,
... separados de los dispositivos de potencia. Esos dispositivos de control forman parte de la interacción con el usuario, los cuales los podemos dividir en:
Entradas: pulsadores, setas, interruptores, potenciómetros:
Salidas: luces, alarmas, sirenas:
Pantallas táctiles, controladores:
Estos controladores suelen ir incrustados en el panel frontal del
armario de control, y contienen en sí dispositivos de entrada y salida
(leds, displays, pantallas lcd, botones, pantallas táctiles,...)
Una manera efectiva muy utilizada en la industria de separar los
elementos de control y potencia es el uso de relés, dispositivos
fundamentales en automatismos eléctricos .
El relé es un interruptor accionado por electroimán, y consta de los siguientes elementos:
Cuando pasa una corriente por la bobina de los terminales A1 y A2, se
provoca una fuerza electromotriz que acerca la placa metálica y
desconecta el terminal 1 del terminal NC (normalmente cerrado) para
conectarlo con el terminal NA, (normalmente alto). De esta manera se
consigue con una baja potencia (cables A1 y A2) controlar potencias más
elevadas.
Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de
contactos, de la intensidad admisible por los mismos, tipo de corriente
de accionamiento, tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando
controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relés.
En clase hemos visto distintas maneras de conexionar relés y distintos
elementos, para conseguir funciones lógicas And, Or, Nand, Identidad,
Negación, ...
Para analizar estas funciones se hacen tablas de verdad. En el caso de la funcion AND sería:
Luz = S1·S2
Vemos que la única manera de enceder la Luz (Luz = 1) es que ambos interruptores estén cerrados.
En clase se ha lanzado la cuestión de cómo hacer que funcione la
instalación de luz de una habitación con dos interruptores, es decir,
que se puede apagar o encender una luz de ambos.
Para ello es necesario el uso de conmutadores, conectados de modo inverso. Y si queremos encender la luz desde tres sitios diferentes, necesitaríamos dos conmutadores S1, S2 y un conmutador de cruzamiento
S3. De esta manera se podrían colocar varios conmutadores de cruzamiento
para encender la luz desde más sitios. El conmutador S3 funciona de la
siguiente manera: conecta los cables en línea recta o cruzados.
Más adelante veremos más componentes de automatización, como sensores, actuadores y electroválvulas.
Por otro lado, en el programa Anylogic hemos visto el concepto de redes o Networks.
En un plano de planta las entidades y recursos pueden circular, y de vez
en cuando las entidades piden un recurso. Tenemos tres tipos de
recursos:
- Recursos Móviles
(Ej.: camareros en una cafetería)
- Recursos Fijos (Ej.: mesas)
- Recursos Portátiles (Ej.: Bandejas donde nos llevamos la taza de café hasta la mesa)
Más adelante veremos ejemplos de utilización.
