Automatizacion

AUTOMATIZACIONAUTOMATIZACION
CIM IICIM II
FIUBAFIUBA

AutomatizaciAutomatizacióón.n.
!! AutomatizaciAutomatizacióón.n.
!! Bus de Campo.Bus de Campo.
!! AutAutóómata programable (PLC).mata programable (PLC).
!! Sensores y Transductores.Sensores y Transductores.

AutomatizaciAutomatizacióónn
!! Sistema de controlSistema de control
!! Un sistema de control manipula indirectamente losUn sistema de control manipula indirectamente los
valores de un sistema controlado. Su objetivo esvalores de un sistema controlado. Su objetivo es
gobernar un sistema sin que el operador intervengagobernar un sistema sin que el operador intervenga
directamente sobre sus elementos. El operadordirectamente sobre sus elementos. El operador
manipula valores de referencia y el sistema demanipula valores de referencia y el sistema de
control se encarga de transmitirlos al sistemacontrol se encarga de transmitirlos al sistema
controlado a travcontrolado a travéés de los accionamientos de suss de los accionamientos de sus
salidas.salidas.

!! El sistema de control opera, en general, con magnitudesEl sistema de control opera, en general, con magnitudes
de baja potencia, llamadas señales y gobierna unosde baja potencia, llamadas señales y gobierna unos
accionamientos que son los que realmente modulan laaccionamientos que son los que realmente modulan la
potencia entregada al sistema controladopotencia entregada al sistema controlado
Sistema
de control
Sistema controlado
Operador

!! Los primeros sistemas de control surgen en laLos primeros sistemas de control surgen en la
RevoluciRevolucióón Industrial a finales del siglo XIX y principiosn Industrial a finales del siglo XIX y principios
del siglo XX. Estaban basados en componentesdel siglo XX. Estaban basados en componentes
mecmecáánicos y electromagnnicos y electromagnééticos, bticos, báásicamente engranajes,sicamente engranajes,
palancas y pequepalancas y pequeñños motores. Mos motores. Máás tarde, se masifics tarde, se masificóó elel
uso de contadores,uso de contadores, relrelééss y temporizadores paray temporizadores para
automatizar las tareas de control.automatizar las tareas de control.

!! A partir de los aA partir de los añños 50 aparecen los semiconductores yos 50 aparecen los semiconductores y
los primeros circuitos integrados sustituyeron laslos primeros circuitos integrados sustituyeron las
funciones realizadas por losfunciones realizadas por los relrelééss, logrando sistemas de, logrando sistemas de
menor tamamenor tamañño, con menor desgaste y mayor fiabilidad.o, con menor desgaste y mayor fiabilidad.
En 1968 nacieron los primeros autEn 1968 nacieron los primeros autóómatas programablesmatas programables
(PLC), con unidad central constituida por circuitos(PLC), con unidad central constituida por circuitos
integrados.integrados.

!! A principios de los 70, los PLC incorporaron elA principios de los 70, los PLC incorporaron el
microprocesador, logrando asmicroprocesador, logrando asíí mayores prestaciones,mayores prestaciones,
elementos de comunicacielementos de comunicacióón hombre-maquina mn hombre-maquina mááss
modernos, procesamiento de cmodernos, procesamiento de cáálculos matemlculos matemááticos yticos y
funciones de comunicacifunciones de comunicacióón, evolucionando en forman, evolucionando en forma
continua hasta el dcontinua hasta el díía de hoy.a de hoy.

!! Composición de un sistema básico deComposición de un sistema básico de
controlcontrol
Controlador Sistema
controlado
Sensores
medición
Valor de
Referencia
Salida del
sistema
Entrada del
sistema
Perturbación

!! Valor de referencia:Valor de referencia: es el valor ideal que se pretendees el valor ideal que se pretende
obtener a la salida del sistema controlado. En unobtener a la salida del sistema controlado. En un
sistema msistema máás complejo, la salida es censada ys complejo, la salida es censada y
comparada con el valor de referencia a fin decomparada con el valor de referencia a fin de
determinar la diferencia entre ambas para reducir eldeterminar la diferencia entre ambas para reducir el
error de salida.error de salida.
!! Controlador:Controlador: Regula presiones, temperaturas, nivelesRegula presiones, temperaturas, niveles
y caudales asy caudales asíí como todas las funciones asociadascomo todas las funciones asociadas
dede temporizacitemporizacióónn, cadencia, conteo y l, cadencia, conteo y lóógica.gica.
!! Sistema:Sistema: Es la combinaciEs la combinacióón de componentes quen de componentes que
interactinteractúúan para lograr un determinado objetivo. Enan para lograr un determinado objetivo. En
este caso el sistema es el objeto a controlar.este caso el sistema es el objeto a controlar.

!! Entrada del sistema:Entrada del sistema: Es una variable que al ser modificada en su magnitudEs una variable que al ser modificada en su magnitud
o condicio condicióón puede alterar el estado del sistema.n puede alterar el estado del sistema.
!! Salida del sistema:Salida del sistema: Es la variable que se desea controlar (posiciEs la variable que se desea controlar (posicióón,n,
velocidad, presivelocidad, presióón, temperatura, etc.).n, temperatura, etc.).
!! PerturbaciPerturbacióón:n: Es una seEs una seññal que tiende a afectar el valor de la salida de unal que tiende a afectar el valor de la salida de un
sistema. Si la perturbacisistema. Si la perturbacióón se genera dentro del sistema se la denominan se genera dentro del sistema se la denomina
interna, mientras que la perturbaciinterna, mientras que la perturbacióón externa se genera fuera del sistema yn externa se genera fuera del sistema y
constituye una entrada.constituye una entrada.
!! Sensores o transductores:Sensores o transductores: Captan las magnitudes del sistema, para saberCaptan las magnitudes del sistema, para saber
el estado del proceso que se controla.el estado del proceso que se controla.

!! Sistemas de Control de Lazo AbiertoSistemas de Control de Lazo Abierto
!! Los sistemas de control de lazo abierto son aquellos enLos sistemas de control de lazo abierto son aquellos en
los que la salida no tiene efecto sobre la acción dellos que la salida no tiene efecto sobre la acción del
controlador, es decir, la salida ni se mide ni secontrolador, es decir, la salida ni se mide ni se
realimenta para compararla con la entrada. Por lo tanto,realimenta para compararla con la entrada. Por lo tanto,
para cada valor de referencia corresponde unapara cada valor de referencia corresponde una
condición de operación fijada. Así, la exactitud delcondición de operación fijada. Así, la exactitud del
sistema, depende de la calibraciónsistema, depende de la calibración..

!! Un ejemplo práctico es un lavarropas. Los ciclos deUn ejemplo práctico es un lavarropas. Los ciclos de
lavado, enjuague y centrifugado en el lavarropas selavado, enjuague y centrifugado en el lavarropas se
cumplen sobre una base de tiempos. La máquina nocumplen sobre una base de tiempos. La máquina no
mide la señal de salida, es decir, la limpieza de la ropa.mide la señal de salida, es decir, la limpieza de la ropa.
Una lavadora, verdaderamente automática deberíaUna lavadora, verdaderamente automática debería
comprobar constantemente el grado de limpieza de lacomprobar constantemente el grado de limpieza de la
ropa y desconectarse por sí misma cuando dicho gradoropa y desconectarse por sí misma cuando dicho grado
coincida con el deseadocoincida con el deseado
Controlador Sistema
controlado
Valor de
Referencia
Salida del
sistema

!! Sistemas de Control de Lazo CerradoSistemas de Control de Lazo Cerrado
!! Un sistema de control de lazo cerrado es aquelUn sistema de control de lazo cerrado es aquel
en el que la seen el que la seññal de salida tiene efecto directoal de salida tiene efecto directo
sobre la accisobre la accióón del controlador. La sen del controlador. La seññal deal de
error actuante, (que es la diferencia entre laerror actuante, (que es la diferencia entre la
seseññal de entrada y la de realimentacial de entrada y la de realimentacióón) entra aln) entra al
control para reducir el error y llevar la salida delcontrol para reducir el error y llevar la salida del
sistema al valor deseado. En otras palabras elsistema al valor deseado. En otras palabras el
ttéérminormino ““lazo cerradolazo cerrado””, implica el uso de acci, implica el uso de accióónn
de realimentacide realimentacióón para reducir el error deln para reducir el error del
sistemasistema..

Controlador
Sensores
medición
Valor de
Referencia
Salida del
sistema
Entrada del
sistema
Perturbación
Sistema
controlado
Señal de
realimentación

!! ElEl termotanquetermotanque tiene como objetivotiene como objetivo
mantener la temperatura del agua calientemantener la temperatura del agua caliente
a un valor determinado. El termómetroa un valor determinado. El termómetro
instalado en el caño de salida del aguainstalado en el caño de salida del agua
caliente indica la temperatura efectivacaliente indica la temperatura efectiva
(esta temperatura es la salida del sistema).(esta temperatura es la salida del sistema).
El elemento controlador actúa según laEl elemento controlador actúa según la
posición del dial que fija la temperaturaposición del dial que fija la temperatura
deseada de salida y la señal de error quedeseada de salida y la señal de error que
actúa como realimentaciónactúa como realimentación

Clasificación de sistemas de control según el tipo deClasificación de sistemas de control según el tipo de
señales que intervienenseñales que intervienen
!! Sistemas de control analSistemas de control analóógicos:gicos: manipulanmanipulan
seseññales de tipo continuo (0 a 10V, 4 a 20ales de tipo continuo (0 a 10V, 4 a 20 mAmA,,
etc.) Las seetc.) Las seññales son proporcionales a lasales son proporcionales a las
magnitudes fmagnitudes fíísicas (presisicas (presióón, temperaturas,n, temperaturas,
velocidad, etc.) del elemento controlado.velocidad, etc.) del elemento controlado.
!! Sistemas de control digitales:Sistemas de control digitales: Utilizan seUtilizan seññalesales
binarias (todo o nada).binarias (todo o nada).
!! Sistemas control híbridos analógicos-digitales:Sistemas control híbridos analógicos-digitales:
autómatas programablesautómatas programables

Entradas
digitales
Salidas
digitales
Unidad de
control
Entradas
analógicas
Salidas
analógicas
A/D A/D

Clasificación de sistemas de control según el tipo deClasificación de sistemas de control según el tipo de
tecnologíatecnología
Clasificación
tecnológica
Lógica ProgramadaLógica Cableada
Neumática
Autómata
programable
Hidráulica Electrónica
Eléctrica Microprocesad
o
Computadora

Bus de CampoBus de Campo
!! Dentro de la terminologDentro de la terminologíía actual de Control dea actual de Control de
Procesos, existe el tProcesos, existe el téérminormino ““Bus de CampoBus de Campo””. Su. Su
nombre deriva de la expresinombre deriva de la expresióón inglesan inglesa ““FieldField
BusBus””..
!! FieldbusFieldbus es un estándar que denomina a unes un estándar que denomina a un
nuevo tipo de redes de comunicaciones digitalesnuevo tipo de redes de comunicaciones digitales
bidireccionalesbidireccionales..

!! Estas redes son usadas paraEstas redes son usadas para
interconectar instrumentos o dispositivosinterconectar instrumentos o dispositivos
inteligentes localizados en el campo o eninteligentes localizados en el campo o en
cuartos de controlcuartos de control
!! tales como controladores, transductores,tales como controladores, transductores,
actuadoresactuadores y sensores, realizandoy sensores, realizando
funciones de control y monitoreo defunciones de control y monitoreo de
procesos y en estaciones de control aprocesos y en estaciones de control a
través de software de supervisióntravés de software de supervisión

!! FieldbusFieldbus está basado en el desarrolloestá basado en el desarrollo
alcanzado por OSI (alcanzado por OSI (OpenOpen SystemSystem
InterconnectInterconnect), para representar las funciones), para representar las funciones
requeridas en cualquier red derequeridas en cualquier red de
comunicación.comunicación.
!! La principal innovaciLa principal innovacióón es el cambio de unn es el cambio de un
control centralizado por un control con redescontrol centralizado por un control con redes
distribuidas, donde cada perifdistribuidas, donde cada periféérico es unrico es un
dispositivo activo que puede tener lasdispositivo activo que puede tener las
funciones de control, mantenimiento yfunciones de control, mantenimiento y
diagndiagnóóstico, lo cual aumenta la eficiencia delstico, lo cual aumenta la eficiencia del
sistema completosistema completo..

Modelo de referencia ISO/OSI restringido a 3
capas

!! Cuando se crearon los procesadores digitales en losCuando se crearon los procesadores digitales en los
70, las computadoras comenzaron a utilizarse con70, las computadoras comenzaron a utilizarse con
funciones de monitoreo y control del sistema desdefunciones de monitoreo y control del sistema desde
un punto central, en los 80 comenzun punto central, en los 80 comenzóó la era della era del
control digital y surgieron problemas de integracicontrol digital y surgieron problemas de integracióónn
entre los distintos componentes. Esta dificultad seentre los distintos componentes. Esta dificultad se
supersuperóó con la eleccicon la eleccióón de un estn de un estáándar quendar que
formalizara el manejo de los elementos de controlformalizara el manejo de los elementos de control..

!! la eleccila eleccióón de un estn de un estáándar que formalizara elndar que formalizara el
manejo de los elementos de control.manejo de los elementos de control.
!! Existen diversas versiones deExisten diversas versiones de ““Bus de CampoBus de Campo””
y cada una tiene sus propias caractery cada una tiene sus propias caracteríísticassticas
tanto en lo referente al nivel ftanto en lo referente al nivel fíísico desico de
transmisitransmisióón (ln (lííneas RS-485, RS-422),neas RS-485, RS-422),

!! como al protocolo de comunicaciones, por locomo al protocolo de comunicaciones, por lo
tanto, los mtanto, los móódulos adaptadores, losdulos adaptadores, los driversdrivers y lasy las
interfaces no son intercambiables entre sinterfaces no son intercambiables entre síí,,
dando lugar a diferentes modelos dedando lugar a diferentes modelos de ““Bus deBus de
CampoCampo””, cada uno con su propio nombre y, cada uno con su propio nombre y
definicidefinicióón:n: FieldbusFieldbus--FoundationFoundation,, ModbusModbus,,
InterbusInterbus-S,-S, ControlnetControlnet,, ProfibusProfibus,, CanbusCanbus, etc., etc.

Profibus (ProProfibus (Processcess FiFieldeld Bus)Bus)
Historia y evoluciHistoria y evolucióón:n:
!! La base de la especificaciLa base de la especificacióón del estn del estáándarndar ProfibusProfibus
fue un proyecto de investigacifue un proyecto de investigacióón (1987-1990) llevadon (1987-1990) llevado
a cabo por los siguientes participantes: ABB, AEG,a cabo por los siguientes participantes: ABB, AEG,
BoschBosch,, HoneywellHoneywell,, MoellerMoeller,, LandisLandis && GyrGyr, Phoenix, Phoenix
ContactContact,, RheinmetallRheinmetall, RMP,, RMP, SauterSauter--cumuluscumulus,,
SchleicherSchleicher, Siemens y cinco institutos alemanes de, Siemens y cinco institutos alemanes de
investigaciinvestigacióón, ademn, ademáás de una peques de una pequeññaa
esponsorizaciesponsorizacióónn por parte del gobierno alempor parte del gobierno alemáán. Eln. El
resultado de este proyecto fue el primer borrador deresultado de este proyecto fue el primer borrador de
la norma DIN 19245, el estla norma DIN 19245, el estáándarndar ProfibusProfibus, partes 1 y, partes 1 y
2.2.

!! AmbitoAmbito de aplicacide aplicacióón:n:
!! ProfibusProfibus asegura que se pueden comunicarasegura que se pueden comunicar
entre sentre síí dispositivos de diferentesdispositivos de diferentes
fabricantes sin la necesidad de interfaces defabricantes sin la necesidad de interfaces de
adaptaciadaptacióón, soportando una gran variedad den, soportando una gran variedad de
equipos que van desde PC y PLC hastaequipos que van desde PC y PLC hasta
robots pasando por todo tipo de dispositivosrobots pasando por todo tipo de dispositivos
de campo.de campo. ProfibusProfibus se adapta a la mayorse adapta a la mayorííaa
de las aplicaciones gracias a tres tipos dede las aplicaciones gracias a tres tipos de
configuraciones FMS, DP y PAconfiguraciones FMS, DP y PA..

!! ProfibusProfibus DPDP ((ProProcesscess FiFieldeld Bus DBus Decentralizedecentralized
PPeriphery)eriphery)
!! ProfibusProfibus DP, estDP, estáá disediseññado para alta velocidad deado para alta velocidad de
transferencia de datos en el nivel de sensores ytransferencia de datos en el nivel de sensores y
actuadoresactuadores. En este nivel, los controladores tales. En este nivel, los controladores tales
como los PLC intercambian datos a travcomo los PLC intercambian datos a travéés de uns de un
rráápido enlace serial con sus dispositivos perifpido enlace serial con sus dispositivos perifééricos.ricos.
!! El intercambio de datos con estos perifEl intercambio de datos con estos perifééricos esricos es
principalmente cprincipalmente cííclico. El controlador centralclico. El controlador central
(maestro) lee la informaci(maestro) lee la informacióón de entrada desde losn de entrada desde los
esclavos y envesclavos y envíía de retorno a los mismos laa de retorno a los mismos la
informaciinformacióón de salidan de salida..

!! Dispositivos reconocidos:Dispositivos reconocidos:
!! ProfibusProfibus DP especificaDP especifica diferentes tipos de dispositivos.diferentes tipos de dispositivos.
Correspondiendo a distintas aplicaciones existen tres tiposCorrespondiendo a distintas aplicaciones existen tres tipos
principales:principales:
!! DP-maestro clase 1 (DPM1),DP-maestro clase 1 (DPM1), este es el controlador central,este es el controlador central,
el cual intercambia informaciel cual intercambia informacióón con las estaciones esclavasn con las estaciones esclavas
en un ciclo de mensaje definido. Los dispositivos ten un ciclo de mensaje definido. Los dispositivos tíípicospicos
son los PLC, los controles numson los PLC, los controles numééricos o los controladoresricos o los controladores
de robots.de robots.
!! DP-maestro clase 2 (DPM2)DP-maestro clase 2 (DPM2), este tipo de dispositivos se usa, este tipo de dispositivos se usa
para programación, configuración y diagnóstico del sistema.para programación, configuración y diagnóstico del sistema.
El dispositivo típico es una PC conectada al bus de datos.El dispositivo típico es una PC conectada al bus de datos.

!! DP-esclavo,DP-esclavo, los esclavos son dispositivoslos esclavos son dispositivos
perifperifééricos (sensores,ricos (sensores, actuadoresactuadores) que recogen) que recogen
informaciinformacióón del campo y emiten informacin del campo y emiten informacióón den de
salida al PLC.salida al PLC.
!! Las estaciones activas (maestros) pueden:Las estaciones activas (maestros) pueden:
!! Enviar por iniciativa propia datos a otrasEnviar por iniciativa propia datos a otras
estacionesestaciones
!! Solicitar datos de otras estacionesSolicitar datos de otras estaciones
!! Las estaciones pasivas (esclavos):Las estaciones pasivas (esclavos):
!! NO pueden intercambiar datos excepto en el casoNO pueden intercambiar datos excepto en el caso
de que una estación activa les autorice a ello.de que una estación activa les autorice a ello.

AutAutóómata programable (PLC)mata programable (PLC)
El PLC es un aparato electrónico, programable porEl PLC es un aparato electrónico, programable por
un usuario y destinado a gobernar, máquinas oun usuario y destinado a gobernar, máquinas o
procesos lógicos secuenciales. El término PLCprocesos lógicos secuenciales. El término PLC
significa Controlador Lógico Programable aunquesignifica Controlador Lógico Programable aunque
unauna
!! definicidefinicióón mn máás exacta sers exacta serííaa ““Sistema Industrial deSistema Industrial de
Control AutomControl Automááticotico”” que trabaja bajo una secuenciaque trabaja bajo una secuencia
de instrucciones lde instrucciones lóógicas, almacenada en memoria.gicas, almacenada en memoria.
!! ..

!! Es unEs un ““SistemaSistema”” porque contiene todo lo necesario paraporque contiene todo lo necesario para
operar,operar, ““IndustrialIndustrial”” por tener los requisitos necesariospor tener los requisitos necesarios
para trabajar en ambientes hostiles, ypara trabajar en ambientes hostiles, y ““ControlControl
AutomAutomááticotico”” se refiere a la posibilidad de comparar lasse refiere a la posibilidad de comparar las
seseññales provenientes del equipo controlado con algunasales provenientes del equipo controlado con algunas
reglas programadas con anterioridad para emitir sereglas programadas con anterioridad para emitir seññalesales
de control y mantener la operacide control y mantener la operacióón estable de dichon estable de dicho
equipoequipo

!! Un PLC se compone bUn PLC se compone báásicamente de las siguientessicamente de las siguientes
partes:partes:
!! CPU o Unidad de Proceso Lógico, que en el caso delCPU o Unidad de Proceso Lógico, que en el caso del
PLC reside en un circuito integrado denominadoPLC reside en un circuito integrado denominado
Microprocesador o Microcontrolador, y es el encargadoMicroprocesador o Microcontrolador, y es el encargado
de controlar las operaciones del mismode controlar las operaciones del mismo
!! El CPU se especifica mediante el tiempo que requiereEl CPU se especifica mediante el tiempo que requiere
en procesar 1K de instrucciones, y por el número deen procesar 1K de instrucciones, y por el número de
operaciones diferentes que puede procesar,operaciones diferentes que puede procesar,
normalmente el primer valor va desde menos de unnormalmente el primer valor va desde menos de un
milisegundo a unas decenas de milisegundos, y elmilisegundo a unas decenas de milisegundos, y el
segundo de 40 a más de 200 operaciones diferentessegundo de 40 a más de 200 operaciones diferentes

!! DespuDespuéés de procesar las instrucciones, el PLC ses de procesar las instrucciones, el PLC se
comunica externamente, realiza funciones decomunica externamente, realiza funciones de
mantenimiento, actualiza las salidas y pormantenimiento, actualiza las salidas y por úúltimoltimo
lee las entradas. Con lo que el tiempo de procesolee las entradas. Con lo que el tiempo de proceso
total, puede llegar a ser el doble del de ejecucitotal, puede llegar a ser el doble del de ejecucióónn
del programa.del programa.
Memoria: Es el lugar de residencia tanto delMemoria: Es el lugar de residencia tanto del
programa como de los datos que se vanprograma como de los datos que se van
obteniendo durante la ejecuciobteniendo durante la ejecucióón del programa.n del programa.

!! Existen dos tipos de memoria segExisten dos tipos de memoria segúún su ubicacin su ubicacióón:n:
la residente, que estla residente, que estáá junto o en el CPU y, lajunto o en el CPU y, la
memoria exterior, que puede ser retirada por elmemoria exterior, que puede ser retirada por el
usuario para su modificaciusuario para su modificacióón o copia. De esten o copia. De este
úúltimo tipo existen volltimo tipo existen voláátil (RAM, EEPROM) y, notil (RAM, EEPROM) y, no
volvoláátil (EPROM), segtil (EPROM), segúún la aplicacin la aplicacióón.n.
Generalmente las memorias empleadas en losGeneralmente las memorias empleadas en los
programas van de 1 a 128 K.programas van de 1 a 128 K.

!! Procesador de comunicaciones: Las comunicaciones delProcesador de comunicaciones: Las comunicaciones del
CPU se llevan a cabo por un circuito especializado conCPU se llevan a cabo por un circuito especializado con
protocolos de tipo RS-232C, RS-485,protocolos de tipo RS-232C, RS-485, ProfibusProfibus, etc., etc.
según el fabricante y la sofisticación del PLC.según el fabricante y la sofisticación del PLC.
!! Entradas y salidas: Para llevar a cabo la comparaciEntradas y salidas: Para llevar a cabo la comparacióónn
necesaria en un control automnecesaria en un control automáático, es preciso que eltico, es preciso que el
PLC tenga comunicaciPLC tenga comunicacióón al exterior. Esto se logran al exterior. Esto se logra
mediante una interfase de entradas y salidas, el nmediante una interfase de entradas y salidas, el núúmeromero
de entradas y salidas va desde 6 en los PLC de tipode entradas y salidas va desde 6 en los PLC de tipo
micro, a varios cientos en PLC modulares.micro, a varios cientos en PLC modulares.
..

!! Tarjetas modulares inteligentes: Existen para los PLCTarjetas modulares inteligentes: Existen para los PLC
modulares, tarjetas con funciones especmodulares, tarjetas con funciones especííficas queficas que
relevan al microprocesador de las tareas que requierenrelevan al microprocesador de las tareas que requieren
gran velocidad o gran exactitudgran velocidad o gran exactitud
!! Estas tarjetas se denominan inteligentes porEstas tarjetas se denominan inteligentes por
contener un microprocesador dentro de ellas paracontener un microprocesador dentro de ellas para
su funcionamiento propio.su funcionamiento propio.
!! Fuente de poder: Se requiere la fuente de voltajeFuente de poder: Se requiere la fuente de voltaje
para la operacipara la operacióón de todos los componentesn de todos los componentes
mencionados anteriormente, pudiendo ser externamencionados anteriormente, pudiendo ser externa
o interna.o interna.

!! AdemAdemáás, en el caso de una interrupcis, en el caso de una interrupcióón deln del
suministro elsuministro elééctrico, para mantener la informacictrico, para mantener la informacióónn
en la memoria volen la memoria voláátil de tipo RAM, (hora, fecha ytil de tipo RAM, (hora, fecha y
registros de contadores entre otros), se utiliza unaregistros de contadores entre otros), se utiliza una
fuente auxiliar, pudiendo ser esta una pila internafuente auxiliar, pudiendo ser esta una pila interna
o una batero una bateríía externa.a externa.
!! Elemento programador: Es un dispositivo de usoElemento programador: Es un dispositivo de uso
eventual que se utiliza para programar el PLC, eleventual que se utiliza para programar el PLC, el
dispositivo va desde un teclado con una pantalladispositivo va desde un teclado con una pantalla
de lde líínea de caracteres hasta una computadoranea de caracteres hasta una computadora
personal siempre y cuando sean compatibles lospersonal siempre y cuando sean compatibles los
sistemas y los programas empleados.sistemas y los programas empleados.

PLC -SiemensPLC -Siemens SimaticSimatic S7S7
!! PLC (Unidad de Control) Marca: SiemensPLC (Unidad de Control) Marca: Siemens
SimaticSimatic S7-Modelo: S7-300, CPU 315-2DPS7-Modelo: S7-300, CPU 315-2DP
!! El PLCEl PLC SimaticSimatic S7 es el dispositivoS7 es el dispositivo
inteligente encargado de controlar al sistemainteligente encargado de controlar al sistema
en su totalidad, el objetivo principal esen su totalidad, el objetivo principal es
automatizarlo tanto como sea posible con elautomatizarlo tanto como sea posible con el
fin de lograr autonomfin de lograr autonomíía respecto del controla respecto del control
humano, elevar los niveles de servicio,humano, elevar los niveles de servicio,
aumentar la productividad energaumentar la productividad energéética y bajartica y bajar
los costos operativos.los costos operativos.
..

!! El mismo fue seleccionado debido a su gran poderEl mismo fue seleccionado debido a su gran poder
de procesamiento, el S7-300 es capaz de realizarde procesamiento, el S7-300 es capaz de realizar
tareas complejas en base al antareas complejas en base al anáálisis de numerososlisis de numerosos
parparáámetros en tiempo real y posibilita el traspaso demetros en tiempo real y posibilita el traspaso de
ciertas funciones al modo manual, permitiendo a unciertas funciones al modo manual, permitiendo a un
operador humano realizar tareas a distancia, taloperador humano realizar tareas a distancia, tal
como si estuviera presentecomo si estuviera presente
!! La Unidad de Control estLa Unidad de Control estáá equipada con una CPUequipada con una CPU
315-2DP que lleva integrada una interfase315-2DP que lleva integrada una interfase ProfibusProfibus
DP, configurada como dispositivo maestro clase 1DP, configurada como dispositivo maestro clase 1
(DPM1).(DPM1).

Propiedades del PLC SIMATIC S7-300 con CPU 315-2DP:Propiedades del PLC SIMATIC S7-300 con CPU 315-2DP:
!! Memoria de Programa de 85 K en instrucciones.Memoria de Programa de 85 K en instrucciones.
!! 32 entradas/salidas.32 entradas/salidas.
!! Interfase para configuraciInterfase para configuracióón a travn a travéés de una PC.s de una PC.
!! RRáápido tiempo de ejecucipido tiempo de ejecucióón que permite a la CPU ejecutarn que permite a la CPU ejecutar
hasta 1024 instrucciones binarias en 0.1hasta 1024 instrucciones binarias en 0.1 msms..
!! ConfiguraciConfiguracióón modular y rn modular y ráápida expansipida expansióón, posible a travn, posible a travééss
de mde móódulos acoplables (digitales, analdulos acoplables (digitales, analóógicos, de simulacigicos, de simulacióónn
y comunicaciy comunicacióón), permitiendo conectar sistemas den), permitiendo conectar sistemas de
transmisitransmisióón remota.n remota.
!! Funciones integradas: contadores,Funciones integradas: contadores, posicionadoresposicionadores, control, control
de lazo abierto/cerrado, y medicide lazo abierto/cerrado, y medicióón de frecuencian de frecuencia..

!! Interfase PROFIBUS integrada.Interfase PROFIBUS integrada.
!! Procesamiento de grandes fProcesamiento de grandes fóórmulas matemrmulas matemááticas.ticas.
!! Compatibilidad con interfaces HMI (Interfaz HombreCompatibilidad con interfaces HMI (Interfaz Hombre
MMááquina).quina).
!! ConfiguraciConfiguracióón/Programacin/Programacióón por medio del softwaren por medio del software
STEP 7.STEP 7.
!! Monitoreo remoto con ayuda del softwareMonitoreo remoto con ayuda del software WinCCWinCC..
!! Amplias posibilidades de autodiagnAmplias posibilidades de autodiagnóóstico,stico,
diagndiagnóóstico de red, esclavos y sensores, con ayudastico de red, esclavos y sensores, con ayuda
de STEP 7. Con registro de memoria para mensajesde STEP 7. Con registro de memoria para mensajes
de error con fecha y hora.de error con fecha y hora.
!! ..

!! Otros componentes :Otros componentes :
!! SimaticSimatic Net 5611-MPI, placa de conexiNet 5611-MPI, placa de conexióón PCI /n PCI /
ProfibusProfibus para PC.para PC.
!! Backup Battery (LI) 3,6V/0,95AHBackup Battery (LI) 3,6V/0,95AH parapara CPU 315-CPU 315-
2DP.2DP.
!! SimaticSimatic S7-300, RAILS7-300, RAIL

StepStep 77 PLC -SiemensPLC -Siemens SimaticSimatic S7S7
!! Software:Software:
!! El software comprende todas lasEl software comprende todas las
herramientas informherramientas informááticas utilizadas para laticas utilizadas para la
programaciprogramacióón, control y monitoreo deln, control y monitoreo del
sistema, tambisistema, tambiéén para el ann para el anáálisis, tratamientolisis, tratamiento
y resguardo de los datos generados.y resguardo de los datos generados.
!! StepStep 7: para programaci7: para programacióón del PLCn del PLC
SimaticSimatic WinCCWinCC (HMI) / Web(HMI) / Web NavigatorNavigator::
Sistema SCADASistema SCADA
Base de datos relacionalBase de datos relacional MySQLMySQL

StepStep 77 PLC -SiemensPLC -Siemens SimaticSimatic S7S7
!! StepStep 77
!! El software de programaciEl software de programacióón y configuracin y configuracióónn
StepStep 7, permite gestionar el aut7, permite gestionar el autóómatamata
programableprogramable SimaticSimatic S7-300. LaS7-300. La
configuraciconfiguracióón del hardware se realiza tanton del hardware se realiza tanto
en la CPU con sus men la CPU con sus móódulos de E/S, como endulos de E/S, como en
los diferentes componentes de la redlos diferentes componentes de la red
ProfibusProfibus..
!! El software de programaciEl software de programacióón corre bajon corre bajo
cualquier PC con plataforma Windows 98 ocualquier PC con plataforma Windows 98 o
superiorsuperior..

StepStep 77
!! Algunas funciones delAlgunas funciones del StepStep 7 son:7 son:
!! ConfiguraciConfiguracióón yn y parametrizaciparametrizacióónn del hardware.del hardware.
!! Establecimiento de comunicaciones.Establecimiento de comunicaciones.
!! ProgramaciProgramacióón.n.
!! DocumentaciDocumentacióónn
!! DiagnDiagnóóstico de dispositivosstico de dispositivos..

SimaticSimatic WinCCWinCC (HMI) / Web(HMI) / Web
NavigatorNavigator
!! El “El “SimaticSimatic WinCCWinCC” es un sistema SCADA, que” es un sistema SCADA, que
literalmente significa “Centro de Control enliteralmente significa “Centro de Control en
Windows”. Se utiliza no solo para ver el estadoWindows”. Se utiliza no solo para ver el estado
actual de un determinado componente de unactual de un determinado componente de un
sistema, sino también para disponer de un ampliosistema, sino también para disponer de un amplio
control en tiempo realcontrol en tiempo real..

NavigatorNavigator
!! Dicho control brinda la posibilidad de: efectuarDicho control brinda la posibilidad de: efectuar
ajustes, reprogramaciones, entradas y salidas deajustes, reprogramaciones, entradas y salidas de
servicio y seguimiento de desempeservicio y seguimiento de desempeñño de aquelloso de aquellos
procesos provenientes del sistema automatizado;procesos provenientes del sistema automatizado;
convierte en tiempo real el flujo de datosconvierte en tiempo real el flujo de datos
proveniente del campo en improveniente del campo en imáágenes simples y clarasgenes simples y claras
de visualizar, capaces de representar eventos yde visualizar, capaces de representar eventos y
alarmasalarmas
!! TambiTambiéén actn actúúa de interfase gra de interfase grááfica entre el operario yfica entre el operario y
la mla mááquina HMI (Interfase Hombre Mquina HMI (Interfase Hombre Mááquinaquina).).

NavigatorNavigator

NavigatorNavigator
!! ElEl WinCCWinCC, se instala sobre una PC bajo plataforma, se instala sobre una PC bajo plataforma
Windows y trabaja con una base de datos relacional,Windows y trabaja con una base de datos relacional,
sobre la cual posibilita almacenar la informaciónsobre la cual posibilita almacenar la información
histórica, realizar backup e intercambiar datos conhistórica, realizar backup e intercambiar datos con
otras aplicaciones de Windows o sistemasotras aplicaciones de Windows o sistemas SimaticSimatic..
!! En tanto que para el diseEn tanto que para el diseñño y la configuracio y la configuracióón den de
elementos grelementos grááficos, posee una amplia galerficos, posee una amplia galeríía dea de
imimáágenes, no obstante ello, los grgenes, no obstante ello, los grááficos y sficos y síímbolosmbolos
pueden ser creados con herramientas estpueden ser creados con herramientas estáándar dendar de
dibujo (dibujo (e.ge.g.. CorelCorel DrawDraw,, PaintPaint), y luego importarlas), y luego importarlas
como propias.como propias.

NavigatorNavigator
!! ElEl WinCCWinCC/Web/Web NavigatorNavigator, es un módulo que permite, es un módulo que permite
establecer un vínculo remoto desde cualquier PC delestablecer un vínculo remoto desde cualquier PC del
mundo conectada a Internet con el sistemamundo conectada a Internet con el sistema
automatizado, manteniendo la misma funcionalidadautomatizado, manteniendo la misma funcionalidad
deldel WinCCWinCC
!! Entre las caracterEntre las caracteríísticas mas salientes se puedensticas mas salientes se pueden
mencionar:mencionar:
Editor GrEditor Grááfico para generacifico para generacióón de imn de imáágenes delgenes del
proceso.proceso.

NavigatorNavigator
!! Monitoreo y control de eventos y alarmas.Monitoreo y control de eventos y alarmas.
!! Almacenamiento de valores medidosAlmacenamiento de valores medidos
!! Sistema de Informes y reportes.Sistema de Informes y reportes.
!! Opciones para la configuraciOpciones para la configuracióón deln del
funcionamientofuncionamiento
!! Base de Datos común para distintos dispositivosBase de Datos común para distintos dispositivos

Sensores y TransductoresSensores y Transductores
!! En todo proceso de automatizaciEn todo proceso de automatizacióón es necesarion es necesario
captar las magnitudes de planta, para poder ascaptar las magnitudes de planta, para poder asíí
saber el estado del proceso que se controla. Parasaber el estado del proceso que se controla. Para
ello se utilizan los sensores y transductores, tello se utilizan los sensores y transductores, téérminosrminos
que se suelen emplear como sinque se suelen emplear como sinóónimos aunque elnimos aunque el
transductor engloba algo mtransductor engloba algo máás amplio.s amplio.
!! Se puede definir un transductor como un dispositivoSe puede definir un transductor como un dispositivo
que convierte el valor de una magnitud fque convierte el valor de una magnitud fíísica en unasica en una
seseññal elal elééctrica codificada, ya sea en forma analctrica codificada, ya sea en forma analóógicagica
o digital.o digital.
!! Los transductores que se emplean para conectar aLos transductores que se emplean para conectar a
autómatas programables a través de las interfacesautómatas programables a través de las interfaces
adecuadas, constan al menos de las siguientesadecuadas, constan al menos de las siguientes
partes que lo componenpartes que lo componen

!! Elemento sensor o captador:Elemento sensor o captador: Convierte las variacionesConvierte las variaciones
de una magnitud fde una magnitud fíísica en variaciones de una magnitudsica en variaciones de una magnitud
elelééctrica (sectrica (seññal).al).
!! Tratamiento de la seTratamiento de la seññal:al: Si existe, realiza la funciSi existe, realiza la funcióón den de
modificar la semodificar la seññal obtenida para obtener una seal obtenida para obtener una seññalal
adecuada (filtrado, amplificaciadecuada (filtrado, amplificacióón, etc.).n, etc.).
!! Etapa de salida:Etapa de salida: Comprende los circuitos necesariosComprende los circuitos necesarios
para poder adaptar la separa poder adaptar la seññal al bus de datos o al PLC.al al bus de datos o al PLC.

!! ClasificaciClasificacióón de sensores segn de sensores segúún el tipo de sen el tipo de seññal deal de
salidasalida
!! AnalAnalóógicosgicos, en los que la se, en los que la seññal de salida es un valor deal de salida es un valor de
tensitensióón o corriente entre un rango previamente fijadon o corriente entre un rango previamente fijado
(normalmente 0-10 V o 4-20(normalmente 0-10 V o 4-20 mAmA).).
!! DigitalesDigitales, que transforman la variable medida en una, que transforman la variable medida en una
seseññal digital, codificada en pulsos o en algunaal digital, codificada en pulsos o en alguna
codificacicodificacióón digital.n digital.
!! Sensores “todo-nada”Sensores “todo-nada” son aquellos que únicamenteson aquellos que únicamente
poseen dos estados, los cuales están separados por unposeen dos estados, los cuales están separados por un
valor umbral de la variable detectadavalor umbral de la variable detectada

!! ClasificaciClasificacióón de sensores segn de sensores segúún su fuente den su fuente de
alimentacialimentacióónn
!! Los sensores pasivosLos sensores pasivos requieren de una alimentacirequieren de una alimentacióónn
para efectuar su funcipara efectuar su funcióón.n.
!! Los sensores activosLos sensores activos generan la segeneran la seññal sin necesidadal sin necesidad
de alimentacide alimentacióón externan externa..

ClasificaciClasificacióón de sensores segn de sensores segúún el tipo de magnitud fn el tipo de magnitud fíísica asica a
detectardetectar
!! PosiciPosicióón lineal o angular.n lineal o angular.
Desplazamiento o deformaciDesplazamiento o deformacióón.n.
Velocidad lineal o angular.Velocidad lineal o angular.
AceleraciAceleracióón.n.
Fuerza y par.Fuerza y par.
PresiPresióón.n.
Caudal.Caudal.
Temperatura.Temperatura.
Presencia o proximidad.Presencia o proximidad.
TTááctiles.ctiles.
Intensidad lumIntensidad lumíínica.nica.
Sistemas de visiSistemas de visióón artificial.n artificial.

!! EspecificaciEspecificacióón de sensoresn de sensores
!! Todos los sensores deben ser especificados a unTodos los sensores deben ser especificados a un
punto tal que aseguren ciertos parpunto tal que aseguren ciertos paráámetros demetros de
funcionamiento. Estas especificaciones se puedenfuncionamiento. Estas especificaciones se pueden
aplicar tanto a sensores como aaplicar tanto a sensores como a actuadoresactuadores, aunque, aunque
no en todas son aplicables a todo sensor ono en todas son aplicables a todo sensor o actuadoractuador..
!! Precisión:Precisión: Una limitación de los sensores es laUna limitación de los sensores es la
precisión, que regula el margen de imprecisiónprecisión, que regula el margen de imprecisión
instrumental. Por ejemplo, dado un sistema deinstrumental. Por ejemplo, dado un sistema de
medición de temperatura, de precisión 0,05medición de temperatura, de precisión 0,05 ºCºC,,
cuando su lectura fuese de 37,2cuando su lectura fuese de 37,2 ºCºC significa que lasignifica que la
temperatura del ambiente medido está entre 37,15 ytemperatura del ambiente medido está entre 37,15 y
37,2537,25 ºCºC

!! RepetibilidadRepetibilidad:: Especifica la habilidad del instrumentoEspecifica la habilidad del instrumento
para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidaspara entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas
del mismo valor de la variable medida.del mismo valor de la variable medida.
!! Sensibilidad:Sensibilidad: TTéérmino utilizado para describir el mrmino utilizado para describir el míínimonimo
cambio en el elementocambio en el elemento sensadosensado que el instrumentoque el instrumento
puede detectarpuede detectar

!! ResoluciResolucióón:n: Expresa la posibilidad de discriminar entreExpresa la posibilidad de discriminar entre
valores debido a las graduaciones del instrumento. Sevalores debido a las graduaciones del instrumento. Se
suele hablar de cantidad de dsuele hablar de cantidad de díígitos para indicadoresgitos para indicadores
numnumééricos digitales y de porcentaje de escala pararicos digitales y de porcentaje de escala para
instrumentos de aguja.instrumentos de aguja.
!! Rango:Rango: Expresa los lExpresa los líímites inferior y superior de losmites inferior y superior de los
valores que el instrumento es capaz de medir.valores que el instrumento es capaz de medir.
!! ..

!! Tiempo de respuesta:Tiempo de respuesta: La mediciLa medicióón de cualquier variablen de cualquier variable
de proceso puede implicar una demora que debe serde proceso puede implicar una demora que debe ser
definida adecuadamente. Los tiempos de respuesta sedefinida adecuadamente. Los tiempos de respuesta se
definen en base al tiempo necesario para obtener unadefinen en base al tiempo necesario para obtener una
medida satisfactoria.medida satisfactoria.
!! Histéresis:Histéresis: Algunos instrumentos presentan unAlgunos instrumentos presentan un
fenómeno de "memoria" que impone una histéresis a sufenómeno de "memoria" que impone una histéresis a su
respuesta. En particular, un sistema de medición derespuesta. En particular, un sistema de medición de
presión podría indicar los cambios de presión según si lapresión podría indicar los cambios de presión según si la
presión anterior era más alta o más baja que la actualpresión anterior era más alta o más baja que la actual

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