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Niveles de Integración: entendiendo los requerimientos de los sistemas automatizados

30 Julio 2010

 

NIVEL ACTUADOR-SENSOR. O DE MANDO Y REGULACIÓN

 

Integra los equipos situados a pie del proceso. Los aparatos de este nivel consultan a los finales de carrera y emisores de señal del proceso y controlan, siguiendo el programa establecido, los actuadores y señalizadores. A este nivel es donde se produce el control de la secuencia de conexión de los contactores y válvulas, los enclavamientos y las vigilancias para la protección del personal y de las máquinas, así como el registro de los avisos operativos y de perturbación.

 

 

Características:

 

- La tendencia actual sugiere el uso de sensores con capacidad de comunicación para reemplazar las señales de 0/4 a 20 mA.

- Uso de interfaces RS-485, RS-422, RS-232 y TTY.

- Estos sensores y equipos periféricos se conectan a un "bus de campo" para llevar información al controlador (ej. PLC).

- Se caracteriza por procesar la información en forma muy segura, tiempos muy cortos, alto tráfico en el bus y mensajes cortos.

- La transparencia en el bus para comunicar equipos de diversos fabricantes se asegura adoptando normas estándar de comunicación.

- Esta nueva serie de "sensores inteligentes" tenía inicialmente un costo elevado comparado con equipos analógicos. Hoy en día, la diferencia de precios no es muy significativa.

 

 

NIVEL DE CAMPO O CONTROL DE GRUPOS DE AUTOMATIZACIÓN

 

Contiene PLC que gestionan las áreas del proceso interrelacionadas tecnológicamente (por ejemplo: las líneas de montaje, líneas de transporte, máquinas complejas, etc.). Los datos procedentes de los PLC y equipos de los niveles de automatización superiores se distribuyen, acondicionan y transmiten oportunamente, en función de eventos, a los autómatas del nivel de mando y regulación. Los PLC del nivel de control de grupos recolectan datos y los comprimen para entregarlos a los autómatas y equipos de nivel superior. Así es posible recolectar, por ejemplo, datos para un listado de operación, a fin de registrar dicha información al final de un turno o para entregarlos a los niveles superiores de automatización para su evaluación estadística.

 

 

Características:

 

- Existe uno o mas controladores principales llamados "máster".

- El máster regula el intercambio de información del bus de campo y contiene el programa de control de la planta.

- El máster puede ser un PLC o un computador industrial.

- El  máster debe tener  una  alta velocidad  de  procesamiento de información y memoria.

- Debe contar con interfaces o módulos de comunicación que permita la comunicación con otros equipos o redes industriales de otros fabricantes.

- Se recomienda tener capacidad "redundante" para  los procesos críticos.

 

 

NIVEL DE CÉLULA O CONTROL DE LA PRODUCCIÓN Y PROCESO

 

Se gobierna la totalidad del proceso. En él se recolectan los datos adquiridos en los niveles inferiores, se memorizan y se acondicionan para su procesamiento en los computadoras del nivel de gestión de la empresa.

 

En este nivel de automatización se visualizan todas las operaciones del proceso y se puede intervenir manualmente en el mismo. Se visualizan, listan y evalúan mensajes de operación y de perturbación.

 

 

Características:

 

- Se basa en el uso del computador (para usarlo como estación de operador)  con  un  software  tipo  SCADA  (supervisión  control  y adquisición de datos).

- Se representa en forma gráfica y dinámica el comportamiento de la planta.

- La estación de operador se conecta al controlador. •/   SCADA es un software de "arquitectura abierta".

- Ahorro de costos de instalación de quipos periféricos.

- Permite   la   comunicación   al   nivel   superior,   ejemplo   redes   de administración tipo Ethernet, Novell, etc.

 

 

NIVEL ADMINISTRATIVO O DE GESTIÓN

 

En este nivel, las computadoras se encargan de funciones administrativas y comerciales para todo el proceso. Estos entregan datos primarios (por ejemplo cantidad y tipo de productos a fabricar) a los equipos en los niveles inferiores y, partiendo de los datos adquiridos en dichos niveles, confeccionan estadísticas para los encargados de dirigir el proceso (por ejemplo, relaciones de productos fabricados, tasa de productos defectuosos, carga de máquinas, etc.).

 

 

El intercambio de datos entre los diferentes PLC y equipos de los niveles más bajos de automatización pueden hacerse a través de la red local en bus (Modbus, Profibus, etc.). Ethernet es recomendable en los niveles superiores donde se intercambian grandes cantidades de datos.

 

Fig. Requerimientos para diferentes niveles

 

... finalmente, ¿qué características básicas debe cumplir una red industrial?

 

Una red industrial debe cumplir con las siguientes características básicas:

 

Optimizado - Alternativas de impiemenféción para cada aplicación.

Estandarizado - Ethernet, Modbus, Profibus, AS-ínterface,

Abierto - Independencia del origen de tecnologías para los clientes.

Aceptado - Aplicaciones implementadas y probadas.

Orientado al futuro - Innovaciones permanentes y soporte.

 

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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