domingo, 28 de febrero de 2021

Control industrial a nivel máquina

 El control industrial a nivel máquina  utiliza sistemas  con dispositivos computarizados electrónicos que dirigen y supervisan de forma automática los procesos productivos realizados en el nivel de campo. 

Control industrial a nivel máquina

Su parte principal  es una unidad de control, los hay de diversos tipos y aplicaciones,  de forma genérica y es llamada “controlador”.

  Los controladores industriales  son computadoras diseñadas y adecuadas con funciones específicas de control, que soportan ambientes industriales, como el calor, vapores, polvos, etcétera.

Cuentan con capacidad de comunicación con otros controladores y sistemas de supervisión de mayor jerarquía.

Controlador de Robot Manipulador  del Centro Mexicano Francés del Conalep, en Gómez Palacio, Durango.

Los controladores industriales aumentan la calidad del trabajo, mejoran los tiempos laborales,  ofrecen ahorro de recursos, alta  precisión en acabados y bajan la cantidad de fallas.

En México es común nombrarlos por sus acrónimos de origen estadunidense (PLC, PAC, DCS, PLR, PC, PID, CNC….).

Controladores electrónicos

Un  controlador es un sistema de control industrial que se comunica con las variables del proceso (los sensores) y ordena por medio de pre-actuadores el funcionamiento de los actuadores de acuerdo a un programa prestablecido.

Equipos típicos de nivel de control y nivel de campo

Los controladores integran la comunicación a nivel máquina utilizando una Interface Hombre Máquina “HMI” (Human-Machine Interface).

Una HMI proporciona  información del proceso en tiempo real para ser interpretada y mantener un diálogo con el operador.

HMI (Human-Machine Interface)

Hacen la función de panel de instrumentos de medición  con diagnósticos de fallas y de seguridad.

Muestran  gráficos de las condiciones  del trabajo desarrollado y del que se lleva a cabo.

En algunos casos también son terminales de control “touch”, que permiten realizar operación de teclas de mando por toque de pantalla.

Nivel de control de máquina en la pirámide del modelo CIM

El sistema “Control de máquina” debe  proporcionan información al siguiente nivel de la pirámide “CIM” (Computer Integrated Manufacturing), para la integración, eficacia y eficiencia se utilizan redes de comunicación  con funcionamiento  jerárquico y software industriales de control y de gestión empresarial.

Controladores lógicos programables industriales marca Allen Bradley

Los actuales controladores a nivel máquina permiten el flujo de la información, integrando su uso en el Internet de las cosas (IoT), Industria 4.0, de la llamada “industria inteligente”.

Continuará.






 







 



lunes, 15 de febrero de 2021

Bus de campo

 Un bus de campo es un sistema de comunicación que permite utilizar una menor cantidad en el cableado, entre el controlador lógico programable PLC y los dispositivos de nivel de campo.

Bus de campo

Este sistema sustituye  al cableado tradicional de comunicación con el PLC, en el que por cada dispositivo se requieren de 2 a 3 conductores. 

Físicamente utiliza 2 conductores por donde se transmiten señales en paquetes de datos digitales y 2 conductores de energía.

Cableado tradicional y cableado de Bus de campo

Con la simplificación en el cableado (hardware), fue necesario la creación de unidad de transmisión ubicada en el controlador y un programa (software).

Algunos de estos programas se pueden adquirir sin costo.

Transportación de gran cantidad de datos

El nombre de  “bus” se utilizo para destacar que con este sistema se trasportan una gran cantidad de datos.

Bus de campo “Fielbus”, es un nombre genérico para denominar  a un grupo de redes industriales, es decir que existen varias versiones y cada una ofrece sus ventajas.

Protocolo de comunicación 

El diálogo entre el PLC y los dispositivos de campo,  se da en formatos digitales, utilizando un conjunto de reglas específicas denominado protocolo.

Luego de que fuera invención del primer Controlador Lógico Programable “PLC” por Modicon, sus diseñadores continuaron desarrollando mejoraras en el cableado y en la comunicación digital.  

En 1979 crearon  el bus de campo mas antiguo “Modbus”, hoy continua vigente y fue adquirido  por   Schneider Electric.  

Trasmisión por Protocolo de comunicación 

En Modbus la comunicación de los “datos”  se da por 2 cables y un conductor a tierra, en los dispositivos como los sensores electrónicos  se les proporcionan la alimentación con fuentes independientes.

Modbus es un  protocolo abierto es decir, que puede ser utilizado por cualquier persona libremente,  sus especificaciones están publicadas por la organización  Modbus.  https://modbus.org/


Comunicación Modbus nivel de campo

En el nivel de campo se utiliza términos como Maestro para el PLC y esclavo para  designar a algún dispositivo de campo.


Para solicitar información a un dispositivo, el maestro (PLC) envía un mensaje a la dirección del dispositivo. Los demás dispositivos reciben el mensaje pero solamente responde el de la dirección señalada.

Comunicación de mensaje Modbus a nivel de campo

El termino de dispositivo esclavo se refiere a que no pueden ofrecer información si no es solicitada por el maestro Modbus.

En el mercado existen diferentes tecnologías de “bus de campo” DeviceNet, Profibus, as-interfase, etcétera), que ofrecen variedad de capacidad, calidad y  costo.

Ascenso  de la información de nivel de campo a nivel de control

Los datos de la base en el nivel productivo de la máquina, escalaran la información en la pirámide de la automatización industrial, con la rapidez y calidad que demandan la industrial manufactura.

Utilizando un Bus de campo.

Continuará.