La electrónica en la automatización industrial

 La electrónica en la automatización industrial, cambio los ambientes industriales, al proporcionar dispositivos de “estado sólido”, los controles se hicieron más pequeños, seguros y con gran integración.

La electrónica en la automatización industrial

Cada revolución industrial es sorprendente, el uso de la energía eléctrica y la producción en masa, marcaron la llamada industria 2.0, donde los motores eléctricos, desplazaron a las máquinas de combustión interna de la industria 1.0.

Los controles industriales, de los sistemas automáticos, de la industria 2.0, tenían en el relevador electromagnético, un actor preponderante.

El desplazamiento del relevador electromagnético

 Entre 1970 y 2010 con la introducción de la electrónica y la informática, se sitúa la industria 3.0.

Cambios industriales

En los años 80, “la electrónica de estado sólido”, una rama de la electricidad, es incorporada en los programas de estudios de ingeniería eléctrica, en algunas de las universidades de México.

La razón: La industria manufacturera automotriz, ha cambiado, los controles a relevador electromagnético, por dispositivos electrónicos, pequeños y seguros.

Cambios en tableros de control de automatización industrial

Los controles sorprenden por su pequeño tamaño, han disminuido el ruido, las vibraciones, las interferencias electromagnéticas y el calor.

Se eliminan muchas fallas, llegan corrientes filosóficas como, el mantenimiento productivo total MPT. Se agrega al control, la flexibilidad para modificar procesos, y su supervisión.

Supervisión de procesos en la automatización industrial

Surgen áreas de oportunidades, como la comunicación, la informática, la productividad, la administración industrial moderna, la robótica, la mecatrónica, entre otras muchas actividades profesionales, apreciadas por los  nuevos jóvenes ingenieros.

Ésta es una memoria 

La actual industria 4.0, la del internet de las cosas, con dispositivos que pueden almacenar muchos archivos, tiene base, en la sustitución del relevador de control.

Bien decía mi compadre el Ingeniero Carlos Pérez González, y con razón, allá en el Centro Mexicano Francés del Conalep, “ésta es una memoria, señalando a un relevador”.

Lenguaje gráfico para PLC

 Un lenguaje gráfico para PLC, es un programa específico, como el diagrama de escalera, que imita los circuitos eléctricos de relevadores.

Lenguaje gráfico para PLC

En la invención del PLC (Programmable Logic Controller), se pensó en los encargados del mantenimiento industrial, en los técnicos e ingenieros electromecánicos. 

Que, bajo su responsabilidad del área productiva industrial, ante una falla, reparan y hacen funcionan, los equipos y maquinarias.

Diagrama de escalera

Se trataba de trasladar los diagramas eléctricos utilizados por ellos a un gráfico de computadora, es decir volver a dibujar el diagrama.

El diagrama gráfico de programación LD “ladder diagram”, conservan las características de un diagrama eléctrico, por ejemplo, se utiliza líneas verticales, una especie de rieles que representan las líneas de alimentación, y peldaños horizontales donde se incluye la lógica de contactos.

Lógica de contactos

Visualmente un programa “ladder diagram” para PLC, muestra las entradas como contactos de relevador.

Botones pulsadores, interruptores de limite, y demás dispositivos de entrada tienen forma de contacto de relevador en el programa.

El programa “ladder diagram” renombra “etiqueta en el gráfico”, los elementos involucrados en el control, por ejemplo, las entradas como I1 (Input 1).

Relevadores de control en PLC

Un elemento de control, en el gráfico, en los que los elementos, se etiquetan con una literal y un número, en la práctica la literal no es universal, ya que la fabricación de un PLC, se realiza en diversos países, con distintos idiomas.

Para los relevadores de control R (Relay), suele utilizarse la letra R,  y para las salidas de ya sea contactores, electroválvulas, etcétera,  O1 (Out).

Arrancador de motor en PLC

Aunque físicamente se conecte un dispositivo de mando, al PLC, en el programa se puede representar varias veces, por ejemplo, en la figura “lógica de contactos”, I1 (Input 1), podemos colocarlo las veces necesarias, en diversos sitios, normalmente abierto o normalmente cerrados.

Los controladores lógicos programables (PLC), eliminaron los grandes cableados, de los armarios de control y dispositivos como relevadores de control, incluyendo los temporizadores (relevadores de tiempo) y contadores.

Automatismos programables

 Los automatismos programables, utilizan las tecnologías de la comunicación e informática, para que las máquinas industriales realicen sus operaciones.

Automatismos programables

Los relevadores electromecánicos, provocaban falsos contactos, calor y contaminación por ruido, dificultaban el mantenimiento, y los cambios en las secuencias de operación, en los grandes cableados eléctricos industriales,

En la década de 1960, los controles eléctricos de la industria automotriz, basada en los relevadores electromecánicos, empezaron a ser remplazados por el PLC (Programmable Logic Controller).

El PLC remplazo al control basado en relevadores

La industria automotriz altamente competitiva, impulso la computación, utilizándose en sus instalaciones  de control eléctrico, los primeros sistemas informáticos.

El uso de los PLC, trajo un aumento en la seguridad y la eficacia, esta última  altamente  valorada, en áreas claves, como el tiempo y el dinero.

El controlador lógico programable

La electrónica, principalmente con la invención del microprocesador, y el uso de los sistemas informáticos (software), genero soluciones flexibles, ya que se pudo modificar los programas (secuencias de operación), sin realizar cambios en el cableado (hardware).

Se recopilaron, compartieron y analizaron datos, en tiempo real (al momento).

La programación y la supervisión del control industrial

Desde la incorporación de los controladores lógicos programables, se vio la necesidad, de que los encargados del mantenimiento eléctrico, continuaran tomando su función.

Incorporando los diagramas eléctricos, con un sistema de programación grafica llamada de contactos de relevador, que, además permite supervisar el funcionamiento de los grandes controles industriales.

Al ser el PLC, un dispositivo electrónico, prácticamente es una computadora, que comparte información a los diversos departamento de la industria.