Automatismos eléctricos

Concepto de automatización La automatización es la sustitución de la acción humana por mecanismos, independientes o no entre sí, movidos por una fuente de energía exterior, capaces de realizar ciclos completos de operaciones que se pueden repetir indefinidamente. Un sistema automático supone siempre la existencia de una fuente de energía, de unos órganos de mando, que son los que ordenan el ciclo a realizar, y de unos órganos de trabajo, que son los que lo ejecutan. Según el grado de automatización puede hablarse de dos niveles: completo y parcial. La automatización completa se prefiere en la producción masiva de productos homogéneos en el ciclo continuo (botellas de vidrio, fármacos, etc.), mientras que la automatización parcial es propia de la producción variable y limitada. Según el punto de vista de la programación, la automatización puede considerarse de ciclo fijo y de ciclo programado. El primer caso es adecuado para la fabricación de grandes series porque el automatismo es invariable (siempre realiza el mismo ciclo). El segundo caso se orienta a la fabricación de piezas distintas, en series pequeñas y medias, porque el dispositivo programador de que dispone el sistema puede ordenar el ciclo que convenga, con las lógicas limitaciones tecnológicas que hacen al caso. 

Técnicas de automatización Según la naturaleza del automatismo empleado puede hablarse de automatización mecánica, neumática, oleo-hidráulica, eléctrica y electrónica. Además existen técnicas mixtas que son combinaciones de las citadas y que, en la práctica, son las más habituales. 

➢ Automatización mecánica, los sistemas mecánicos suelen ser complicados, por la abundancia de mecanismos, y de escasa flexibilidad. Por el contrario, la tecnología que regula su funcionamiento es relativamente accesible al personal poco cualificado, lo que se traduce en un montaje y mantenimiento económicos. Los mecanismos que los componen son: ruedas dentadas y poleas para transmisiones del movimiento de biela-manivela, piñón-cremallera, etc., para conversión del movimiento rectilíneo en circular y viceversa; levas y palancas para la obtención de recorridos controlados, etc. Los grandes problemas de la automatización mecánica es la longitud, en muchas ocasiones, de las cadenas cinemáticas y, por supuesto, la sincronización de movimientos en los órganos móviles. Existe una gran variedad de automatismos mecánicos en la industria: desde las máquinas herramientas (tornos, fresadoras, limadoras), hasta los relojes mecánicos, pasando por los telares, motores de combustión interna y de toda maquinaria que formó parte de la revolución industrial. 

➢ Automatización neumática, la técnica neumática admite infinidad de aplicaciones en el campo de la máquina herramienta, especialmente en los trabajos de fijación de piezas, bloqueo de órganos, alimentación de máquinas y movimiento lineal de órganos que no requieran velocidades de actuación rigurosamente constantes. Prácticamente la totalidad de las automatizaciones industriales tienen, como elementos de mando, instalaciones neumáticas. Como principales ventajas del mando neumático cabe destacar: o La sencillez de los propios sistemas de mando: cilindro, válvulas, etc. o La rapidez de movimiento (respuesta) del sistema neumático. o La economía de los sistemas neumáticos una vez instalados. Como inconvenientes: o La instalación requiere un desembolso económico añadido a la propia automatización. o El mantenimiento del estado del aire, ya que debe mantenerse perfectamente limpio y seco. 

➢ Automatización hidráulica, prácticamente lo dicho para la automatización neumática vale para la hidráulica, aunque con algunas diferencias; por ejemplo, el mando hidráulico es más lento que el neumático, sin embargo es capaz de desarrollar más trabajo. La hidráulica se prefiere en sistemas que deban desarrollar más trabajo y no sea primordial la velocidad de respuestas. Este tipo de mando lo encontramos en prensas, diversas máquinas herramientas, y por supuesto, en el automóvil: frenos, dirección e, incluso, suspensión. 

➢ Automatización eléctrica, cualquier máquina, por sencilla que sea, va a tener algún tipo de automatismo eléctrico, encargado de gobernar los motores o como función de mando dentro de la propia máquina. 

➢ Automatización electrónica, por supuesto la llegada de la electrónica a la industria ha supuesto una verdadera revolución y ha permitido que la automatización industrial de un paso de gigante. La base de este avance en la automatización ha sido el sistema digital, que ha desembocado en la computadora y, naturalmente, en el autómata programable (PLC). 

 Tipos de controles de un proceso 

Existen dos formas básicas de realizar el control de un proceso individual: 

    • Control en lazo abierto: cuando las señales de mando son independientes de los órganos receptores.

    • Control en lazo cerrado: cuando la señales de mando dependen de la posición de los órganos                      móviles.  

Control de lazo abierto El control de lazo abierto se caracteriza porque la información o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección, desde el sistema de control al proceso. El sistema de control no recibe la información de que las acciones que a través de los actuadores ha de realizar sobre el proceso se han ejecutado correctamente. 

Control de lazo cerrado El control de lazo cerrado se caracteriza porque existe una realimentación a través de sensores desde el proceso hacia el sistema de control, que permite a este último conocer si las acciones ordenadas a los actuadores se han realizado correctamente sobre el proceso. La mayoría de los procesos existentes en la industria utilizan el control de lazo cerrado, bien porque el producto que se pretende obtener o la variable que se controla necesita un control continuo en función de unos determinados parámetros de entrada, o bien porque el proceso a controlar se subdivide en una serie de acciones elementales de tal forma que, para realizar una determinada acción sobre el proceso, es necesario que previamente se hayan realizado otra serie de acciones elementales.

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