DUODÉCIMA CLASE: AUTÓMATAS PROGRAMABLES

El lenguaje Ladder es el que utilizamos en las práctica para programar el PLC de la estación1 después de realizar el diagrama Grafcet.

UNDÉCIMA CLASE: SENSORES II Y NEUMÁTICA

En esta clase continuamos hablando de sensores viendo algunas imágenes de diferentes tipos de sensores y comentando algunas funciones. Ejemplo: POTENCIÓMETRO ( sensor de posición)

Después de los sensores continuamos hablando de NEUMÁTICA:

 

Los elemento neumáticos son los que ejercen la  fuerza sobre el proceso aprovechando el efecto del aire comprimido (actuadores). El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

Sirven para mover objetos (robots, cilindros neumáticos, etc....)

La automatización puede ser considerada como el paso más importante del proceso de evolución de la industria en el siglo XX, al permitir la eliminación total o parcial de la intervención humana, obteniéndose las ventajas siguientes:
-Reducción de los costes de mano de obra directos.
-Uniformidad de la producción y ahorro de material.
-Aumento de la productividad.
-Mayor control de fa producción al poder introducir en el proceso sistemas automáticos de muestreo.
-Aumento de la calidad del producto final.

Dentro de los elementos neumáticos tenemos los siguientes componentes:

COMPRESOR

El compresor es una máquina de fluido que está constituida para aumentar la presión desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en le cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Los componentes por los que está formado el compresor son los siguientes:

• Filtro de aire
• Compresor
• Motor eléctrico
• Tanque de almacenamiento
• Interruptor de presión
• Válvula de seguridad
• Válvula de control de alimentación

Dentro de las válvulas hay diferentes tipos:

• Válvulas de dos vías
• Válvulas de tres vías
• Válvulas selectoras
• Válvulas de simultaneidad

 

DÉCIMA CLASE: SENSORES

Un SISTEMA DE CONTROL es un sistema que se encarga de medir distintas variables de un proceso. En este proceso habrá tantos sensores como variables queramos medir.

Un SENSOR es un elemento compuesto por tres partes principales:

CAPTADOR: este dispositivo es sensible a una magnitud que se expresa mediante un parámetro. Por ejemplo, una PTC es una resistencia sensible a la temperatura. Las variaciones de la temperatura se expresan como cambios en la resistencia que presenta.

TRANSDUCTOR: Recibe energía, la trasforma a energía eléctrica y la retrasmite.

ACONDICIONADOR: Recibe la señal procedente del transductor, y ajusta (acondiciona) los niveles de voltaje e intensidad precisos para su posterior tratamiento.Generalmente, por evitar problemas a la hora de saber si el sensor está funcionando correctamente o si se ha roto, suelen ser sensores que miden en corriente, y en escala a partir de 4mA.

Al no partir de 0, este valor no es posible como medida de ninguna magnitud (antes de acondicionar), y por lo tanto si se diera el caso, veríamos que el sensor se ha roto.

Si comenzara en 0, este valor sería posible y por tanto, no habría manera rápida de saber si es un valor bueno, o si el sensor no funciona correctamente.

Un sensor puede ser analógico o digital.

La calibración de los sensores es totalmente necesaria para obtener buenas medidas.

Se trata de comparar dos sensores, el que queremos calibrar y otro de mayor precisión. Debe ser de mayor precisión, porque de otra manera no obtendríamos valores razonables.

El ensayo se realiza midiendo una magnitud que conocemos a la entrada, y obteniendo valores a la salida. Repetimos el proceso hasta obtener una tabla con muchos puntos. Cuantas más medidas tengamos, mejor.

Representamos gráficamente la curva obtenida con los puntos, usaremos el método de mínimos cuadrados, así que deberemos obtener la recta de menor error.

También puede hacerse por punto final o por línea independiente.

VOLTÍMETRO

El voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

NOVENA CLASE: CONTINUACIÓN LIBRO "AUTOMATION PRODUCTION SYSTEMS"

En la última clase vimos unos conceptos básicos de producción.
Lo visto en el día de hoy es continuación de la clase anterior, donde vimos el primer capítulo de "Automation Production Systems".

2. IntroducciónFABRICACIÓN: Aplicar procesos para alterar las propiedades físicas, químicas, de aspecto, geométricas etc. de la materia para trasformarla en partes o producto final.
Siempre lleva consigo una serie de operaciones.

 

Desde el punto de vista económico, es la trasformación de material alcanzando un valor mayor. --> CONCEPTO DE VALOR AÑADIDO.


2.1 Industrias de fabricación y Productos
INDUSTRIA PRIMARIA: explotan recursos naturales
INDUSTRIA SECUNDARIA: usan los recursos naturales del sector primario para fabricar productos. Son el grupo más amplio.
SECTOR TERCIARIO: sector servicios.

 

Centrándonos en el sector secundario, podemos distinguir distintos tipos de producción:

PRODUCCIÓN CONTINUA: Los equipos se usan para un determinado producto, o productos de caraterísticas muy similares. Por ejemplo, las refinerías de petróleo. La salida es ininterrumpida, continua.

PRODUCCIÓN EN LOTES: El material se procesa en cantidades determinadas, lo que proporciona una salida por lotes de un determinado número de unidades. Admite diversidad de productos.

 

2.2 Operaciones de Fabricación Básicas

• Procesado/Ensamblado
• Manejo de Material
• Inspección y test
• Coordinación y control

PROCESADO Y ENSAMBLADOEl procesado transforma material en un estado a otro diferente, más avanzado.

Dentro de este apartado tenemos distintos tipos de operaciones:

• Operaciones de forma
• Operaciones que modifican propiedades
• Operaciones superficiales

Algún ejemplo de estos son: Solidificación (FUNDICIÓN), Sintetización (aplicación de presión y a veces calor), Formación (doblar, cambiar la forma), Eliminar material (taladro, fresa, torno).

El ensamblado, por su parte, es un montaje. Consiste en unir dos o más piezas para crear otra nueva.
Un ejemplo es la Soldadura.

MANEJO Y ALMACENAJE DE MATERIAL Consiste en llevar material de un sitio a otro del proceso, el producto fianl al cliente... Tanto la materia prima, como el producto terminado tiene qeu ser alamacenado. Hay que manejar estos stocks de forma que no sea alto, ya que esto tiene un coste por el propio hecho de almacenar como por los posibles defectos que pueden originarse por tenerlo.

INSPECCIÓN O TESTControl de calidad. Toma de muestras y posterior análisis.

CONTROLRegulación de los procesos individualmente.


2.3 Producto - ProducciónCantidad de producción en contraposición a la variedad del producto.

2.3.2 Complejidad del producto

• PROCESADO: Nº de pasos (procesos) elevado
• ENSAMBLADO: Nº de componenetes elevado
• Combinación de ambas

2.4 Modelos Matemáticos y Conceptos de Producción

TASA DEPRODUCCIÓN: Se mide de un proceso individual o de un montaje. Se expresa como partes por unidad de tiempo, y se calcula en función del tipo de proceso (linea, continuo, por lotes...)
TIEMPO DE CICLO: Tiempo que una pieza invierte en ser procesada y/o ensamblada. Es la suma de los tiempos de máquina, herramienta, paradas de mantenimiento.
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: Tasa de salida como piezas por unidad de tiempo que un equipo de producción puede fabricar
UTILIZACIÓN: la cantidad de producto fabricado real respecto a la teórica
DISPONIBILIDAD: Incorpora los tiempos entre fallos y reparaciones
LEAD TIME: Plazos cortos, entregas a tiempo. Es importante conocer el tiempo que la pieza pasa en el sistema, desde que es materia prima hasta que se forma el prodcuto final.

COSTES: 

• costes fijos: Son constantes para cualquier nivel de producción --> Alquiler de planta, máquinas, salarios fijos, energía del alumbrado...
• costes variables: Varían en propiorción al nivel de producción: mano de obra, material, energía para las máquinas...
• costes de equipos: es distinto tener una máquina vieja ya amortizada que una nueva que nos obligue a considerar este factor.

OCTAVA CLASE: VISTAZO AL LIBRO AUTOMATION PRODUCTION SYSTEMS. M.P. GROOVER. PDF

Las partes del libro que nos pueden interesar para este tipo de actividades son:

1. Automation and Control Tecnologies
2. Material handling
3. Manufacturing Systems
4. Quality Control Systems

1. Manufacturing Support Systems

SÉPTIMA CLASE : CONTINUACIÓN DE LAS POSIBILIDADES DE ANYLOGIC

Se indica las diferencias entre las diferentes simulaciones que se pueden realizar con anylogic

• Simulación Determinista: tenemos una ecuación diferencial y conocemos lo que sucederá en el sistema en un periodo de tiempo cualquiera 
• Simulación Estocástica: en caso de que existan componentes aleatorios en la entrada de datos (colas)

Se muestran varios ejemplos de simulación:

• Maquina de vapor: Se tiene una ecuación diferencial de segundo grado y una carta de estados (las condiciones que hna de cumplir la viela manivela y valvula 5 vías y dos posiciones). Esta simulación es meramente determinista.

• Taladro: en esta simulación existen dos ecuaciones diferenciales diferentes, una para el movimiento de la garra y otra para el movimiento del taladro. Se complementa con una carta de estados que es la que indica que trabajo realizar. Esta simulación es meramente determinista como la anterior.

• Barbería: La entrada de clientes es una variable aleatoria. Este ejemplo es una simulación estocástica. En este ejemplo también se indica que a una clase (cliente) se le pueden extender sus propiedades esta nueva entidad además de las nuevas propiedades mantiene las de la clase original.

• Tienda de reparación de televisiones: Ejemplo parecido al anterior pero generando varias clases diferentes a partir de una original (TV), las nuevas clases tendran diferentes propiedades entre ellas (TV1,TV2,TV3), pero mantienen unas caracteristicas comunes que es la de origen (TV).

• Proceso térmico: En este ejemplo se muestra como se pueden mezclar en una misma simulación los dos tipos de simulación (determinista y estocástica).

Más adelante en la clase hemos visto bibliografía de Manufactura y Gestión de producción

También hemos visto qué cuestiones pueden surgir a la hora de plantear un proceso de producción, tales como:

Cantidad de equipo y personal

 - Nº y tipo de máquinas para un objetivo particular
- Nº, tipo y disposición física de los transportes, cintas transportadoras, pallets, equipamiento de soporte, ...
- Localización y tamaño de los buffer (WIPs) de inventario.
- Evaluación de un cambio en volumen de producto o mezcla.
- Evaluación del efecto de nuevas máquinas en un sistema de manufactura existente.
- Evaluación de inversiones de capital.
- Planing de requisitos de trabajos.

Evaluación de prestaciones

- Capacidad de producción
- Análisis de tiempo en sistema
- Cuellos de botella

Evaluación de procedimiento operacional

- Planificación de producción
- Políticas de inventario
- Polítucas de control de calidad
- etc...

Con una simulación de este tipo podemos incluso calcular cuánto se va encareciendo una pieza según va pasando por las diferentes fases de nuestro sistema

SEXTA CLASE (06/03/2012)

Un conmutador es un dispositivo eléctrico o electrónico que permite modificar el camino que deben seguir los electrones. Son típicos los manuales, como los utilizados en las viviendas y en dispositivos eléctricos, y los que poseen algunos componentes eléctricos o electrónicos como el relé. Se asemejan a los interruptores en su forma exterior, pero los conmutadores a la vez que desconectan un circuito, conectan otro.

Proceso productivo o de fabricación:

Un proceso de fabricación, es el 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.Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta.En el ámbito industrial se suelen considerar convencionalmente los procesos elementales que se indican, agrupados en dos grandes familias:Tecnología mecánica Moldeo Fundición Pulvimetalurgia Moldeo por inyección Moldeo por sopladoMoldeo por compresiónConformado o deformación plástica .Laminación Forja Extrusión Estirado Conformado de chapa Encogimiento Calandrado Procesos con arranque de material Mecanizado Torneado Fresadora Taladrado Electroerosión Tratamiento térmicoo Templado o Revenido o Recocido o Nitruración o Sinterización Tratamientos superficiales; Acabado Eléctricos Electropulido Abrasivos Pulido Tecnología química Procesos físicosProcesos químicos Tratamientos superficialesPasivado

Relés
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, de forma general, como un amplificador eléctrico.

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. Tipologías de relés:

1.- Relés electromecánicos
Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo los más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).
Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes
Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla.
Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.

2.- Relé de estado sólido

Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un opto acoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecánico destruirían en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos.

3.- Relé de corriente alterna

Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y Latinoamérica oscilarán a 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.

4.- Relé de láminas

Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto; las demás, no. Los relés de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.


Ventajas de la utilización de los relés:

La gran ventaja de los relés electromagnéticos es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. También ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control. En el caso presentado podemos ver un grupo de relés en bases interface que son controlado por módulos digitales programables que permiten crear funciones de temporización y contador como si de un mini PLC (Circuito Lógico Programable) se tratase.