automatización según din 19233

8/16/2019 Automatización Según DIN 19233

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genera automáticamente el código necesario. Estas herramientas son cada vez demas significancia para los desarrolladores, ya que les permite ahorrarse muchotiempo, además de hacer más intuitivo el trabajo (p.e. Rhapsody, Matlab,SciLab...).Tomemos como punto de partida los desafíos y objetivos de la automatización:

Objetivos · Mejorar la productividad Acelerar los procesos· Aligerar la carga del trabajador Simplificar el proceso productivo· Realizar tareas que manualmente seria imposibles de realiza· Dominar procesos cada vez más complejos· Optimizar procesos empresariales· Optimizar procesos logísticos· Optimizar procesos económicos (asset managemment)· Aumentar la confiabilidad del sistema· Aumentar la seguridad del sistema

La justificación de la automatización de un proceso se puede dividir en cuatrocategorias de razones diferentes:Seguridad: por medio de la automatización se puede incrementar la seguridad enel sitio de trabajo. Por ejemplo en ambientes de trabajo peligrosos como en elcaso de la fundición o la fragua, si el proceso es automatizado, se reducirían losaccidentes físicos de los trabajadores.Humanización: La humanización de los puestos de trabajo juega un rol muyimportante a la hora de incentivar la automatización. Esto significa que tanto eltrabajo en sí mismo, como también las condiciones del entorno pueden seramenizadas. Por ejemplo pueden instalarse máquinas que realicen las tareas másdifíciles, o las que se llevan a cabo bajo condiciones de entorno extremas comopor ejemplo altas temperaturas, o altos niveles de ruido o de contaminación. Eltrabajador puede así concentrarse cada vez más en el controlar, supervisar oplanear, y de esta manera evitar los riesgos a la salud.Calidad: La calidad del producto se puede mejorar mediante la automatización,debido a que se suprimen deficiencias humanas como falta de atención ocansancio.Racionalización: Racionalizar, desde el punto de vista empresarial juega un rolrelevante. A través de la racionalización se pueden reducir los costos en una gran

cantidad o se posibilita una expansión de la empresa. En caso de carencia demano de obra, la producción se puede mantener en pie mediante un aumento dela maquinaria. En este sentido se debe tener en cuenta que el Racionalizar nonecesariamente va acompañado de una disminución de puestos de trabajo, sinoque puede significar una verdadera reestructuración de la empresa.


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PRESION ATMOSFERICALa presión atmosférica es causada por el peso del aire encima de nosotros, sereduce por ejemplo al escalar una montaña, y aumenta a medida quedescendemos en una mina.El valor de la presión también se ve influida por las condiciones cambiantes delclima.Una atmósfera estándar es definida por la Organización de Aviación Civil. Lapresión y la temperatura a nivel del mar es 1013.25 mili K bar absoluto y 288°k(15°C).PresiónEn física y disciplinas afines la presión es una magnitud física que mide la fuerzapor unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinadafuerza resultante sobre una superficie.En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidadderivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de unnewton actuando uniformemente en un metro cuadrado.Hay muchas unidades de medida de presión. Algunos de estos y sus equivalentesse enumeran a continuación.1 bar = 100.000 N/m21 bar = 100 kPa1 bar = 14.50 psi1 bar = 10197 kgf/m21 mm Hg = 1.334 aprox mbar.1 mm H2O = 0,0979 aprox mbar.

1 Torr = 1 mm Hg abs (de vacío)FuerzaEn física, una fuerza es una influencia que hace un cuerpo libre de someterse a uncambio de velocidad, de dirección, o a un cambio en la forma. Fuerza tambiénpuede ser descrita por conceptos intuitivos, como un empujón o un tirón quepuede causar un objeto con masa para cambiar su velocidad (que incluye aempezar a pasar de un estado de reposo), es decir, acelerar, o que pueda causarun objeto flexible a deformarse.Una fuerza tiene tanto magnitud y dirección, lo que es un vector de cantidad.Segunda Ley de Newton, F=ma, se pueden formular o afirmar que un objeto con

una masa constante se acelerará en proporción a la fuerza neta que actúa sobre yen proporción inversa a su masa, una aproximación que se rompe cerca de lavelocidad de la luz.En el sistema internacional su unidad es el Newton.CAUDALEn dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad detiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por


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un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con elflujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.Lasunidades de caudal habituales son:

litros/min

litros/hora

m3/min

m3/hora

Pies cúbicos por minuto en inglés (Cubic Feet per Minute - siglas CFPM o CFM)es una unidad de medida no incluida en el Sistema Internacional de Unidades quemide el flujo de un gas o líquido que indica cuánto volumen, en pies cúbicos, pasaa través de un punto fijo en un minuto. Cuanto más elevado es el CFPM, mejor es

la succión. Para convertir pies cúbicos por minuto a metros cúbicos por hora bastamultiplicar por 1.699.

CAPACIDAD Y VOLUMEN

La "capacidad" y el "volumen" son términos que se encuentran estrechamenterelacionados. Se define la capacidad como el espacio vacío de alguna cosa quees suficiente para contener a otra u otras cosas. Se define el volumen como elespacio que ocupa un cuerpo. Por lo tanto, entre ambos términos existe unaequivalencia que se basa en la relación entre el litro (unidad de capacidad) y eldecímetro cúbico (unidad de volumen).

Este hecho puede verificarse experimentalmente de la siguiente manera: si setiene un recipiente con agua que llegue hasta el borde, y se introduce en él uncubo sólido cuyas aristas midan 1 decímetro (1 dm3), se derramará 1 litro deagua. Por tanto, puede afirmarse que:

1 dm3 = 1 litro

Equivalencias

1 dm3 = 0,001 m3 = 1.000 cm3


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Unidades de volumen

Se clasifican en tres categorías:

Unidades de volumen sólido : Miden al volumen de un cuerpo utilizandounidades de longitud elevadas a la tercera potencia. Se le dice volumen sólidoporque en geometría se utiliza para medir el espacio que ocupan los cuerpostridimensionales, y se da por hecho que el interior de esos cuerpos no es huecosino que es sólido.

Unidades de volumen líquido: Estas unidades fueron creadas para medir elvolumen que ocupan los líquidos dentro de un recipiente.

Unidades de volumen de áridos: también llamadas tradicionalmente unidadesde capacidad. Estas unidades fueron creadas para medir el volumen que ocupanlas cosechas (legumbres, tubérculos, forrajes y frutas) almacenadas en graneros ysilos. Estas unidades fueron creadas porque hace muchos años no existía unmétodo adecuado para pesar todas las cosechas en un tiempo breve, y era máspráctico hacerlo usando volúmenes áridos. Actualmente estas unidades son pocoutilizadas porque ya existe tecnología para pesar la cosecha en tiempo breve.

Sistema Internacional de Unidades

El metro cúbico es la unidad fundamental del SI para volúmenes. Debeconsiderarse con los siguientes múltiplos y submúltiplos:

Múltiplos

Kilómetro cúbico

Hectómetro cúbico

Decámetro cúbico

Submúltiplos

Decímetro cúbico

Centímetro cúbicoMilímetro cúbico

Sistema inglés de medidas

Pulgada cúbica

Pie cúbico


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Yarda cúbica

TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente ofrío. Por lo general, un objeto más "caliente" que otro puede considerarse quetiene una temperatura mayor, y si es frío, se considera que tiene una temperaturamenor. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energíainterna de un sistema termodinámico.

El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por unlargo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una ideaintuitiva como es lo frío o lo caliente.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados deacuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de latemperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperaturaes el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta,que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y se gradúa con untamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbitocientífico el uso de otras escalas de temperatura es común. La escala másextendida es la escala Celsius (antes llamada centígrada); y, en mucha menormedida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit.También se usa a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto dereferencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con untamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en EstadosUnidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.

LEY GENERAL DE LOS GASES

La ley general de los gases o ley combinada dice que una masa de un gas ocupaun volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas.Estudia el comportamiento de una determinada masa de gas si ninguna de esasmagnitudes permanece constante.

Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, lapresión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía. La fórmulade dicha ley se expresa:

(V1 * P1) / T1 = (V2 * P2) / T2


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Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre latemperatura es igual al volumen final por la nueva presión aplicada sobre latemperatura modificada.

La presión es una fuerza que se ejerce por la superficie del objeto y que mientrasmás pequeña sea ésta, mayor presión habrá.

LEY DE BOYLE-MARIOTTE (TEMPERATURA CONSTANTE)

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y EdmeMariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y lapresión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La leydice que el volumen es inversamente proporcional a la presión.

Ejemplo: 6.0 L de un gas están a 10 PSI de presión. ¿Cuál será su nuevovolumen si aumentamos la presión hasta 30 PSI?

Solución: Sustituimos los valores en la ecuación

(10 PSI) (6.0 L) = (30 PSI) (V 2 )

Al despejar V 2 se obtendrá un valor para el nuevo volumen = 2L.

LEY DE CHALES Y GAY-LUSSAC (PRESION CONSTANTE)

La Ley de Charles y Gay-Lussac, o simplemente Ley de Charles, es una de lasleyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una ciertacantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante unaconstante de proporcionalidad directa.

En esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presiónconstante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuirla temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperaturaestá directamente relacionada con la energía cinética (debida al movimiento) delas moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, amayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

Ejemplo

El volumen de una muestra de gas a 25ºC es de 4 litros si la presión permanececonstante:


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a) ¿Cuál es el volumen del gas a 200ºC?

b) ¿A qué temperatura expresada en ºC a la que el volumen de la muestra será de1 litro?

Este ejercicio relaciona temperatura y volumen, además mantiene la presiónconstante y no dice nada de aumento o disminución de materia por lo que seentiende que la materia se mantiene constante.

Solución

V1 / T1= V2 / T2

V2 = ((T2 V1)/T1)

a) V2 = ((200 ºC * 4 l)/25 ºC)

b) T2 = ((25 ºC * 1 l)/4 l)

Hay que tener en cuenta que la temperatura se debe expresar en una escalaabsoluta para que sea válida la ley de charles, en este caso convertiremos losgrados Celsius a kelvin para lo que se requiere únicamente sumar 273.15.

a) V2 = ((473.15K * 4 l)/298.15K) = 6.3478 ml

b) T2 = ((298.15 K 1l)/4l)) = 74.538 K

pero debido a que nos solicitan el dato en ºC se debe hacer la conversión

74.538 – 273.15 = -198.61 ºC

LEY DE GAY LUSSAC(VOLUMEN CONSTANTE)

La ley de Gay-Lussac muestra la clara relación entre la presión y latemperatura con el volumen lleva el nombre de quien la enuncio en el año 1800.

La ley expresa que al aumentar la temperatura, las moléculas del gas comienzan amoverse muy rápidamente aumentando su choque contra las paredes delrecipiente que lo contiene.

Gay-Lussac descubrió que, no importa el momento del proceso el cociente entre lapresión y la temperatura siempre tenía el mismo valor, o sea es constante.

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

Las temperaturas siempre deben ser expresadas en Kelvin para esta ley.


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Ejemplo

Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 130 kpas cuando sutemperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presiónsea 102 kpas?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin: T 1 = (25 + 273) K= 298 K Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

(130 Kpas/ 298 K) = (102 Kpas / T2)

Al despejar T 2 se obtiene que la nueva temperatura deberá ser 233.8 K o lo quees lo mismo -39.2 °C.

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