AUTOMATIZACION.

Para automatizar un proceso es necesario considerar todos los estados posibles en los que pueda incurrir sistema, e.g.:-Funcionamiento manual-Funcionamiento semiautomtico-Situaciones de fallo-Paros de emergencia-Puesta en marcha

Siempre la prioridad principal de un sistema de automatizacin es la SEGURIDAD. Ya que ante una situacin de falla o paro de emergencia, el sistema debe de llevar al proceso hasta un estado seguro.

Una forma de estructurar el sistema de automatizacin es mediante la herramienta GEMMA, que es la guia de estudio de los modos de marcha y paro ( Guide dEtudes des Modes de Marches et dArrts).GEMMA separa el sistema de control del sistema de produccin, y en este ltimo identifica 3 subsistemas, como se puede apreciar en la figura.

En cada subsistema del proceso se identifican diferentes casos que pueden presentarse. Cuando el proceso esta en funcionamiento podemos tener:F1 - Produccin normal. Estado en que el proceso produce normalmente. Es el estado ms importante yen el se deben realizar las tareas por las cuales el proceso ha sido construido.F2 - Marcha de preparacin. Son las acciones necesarias para que el proceso entre en produccin (precalentamiento, preparacin de componentes, etc. ).F3 - Marcha de cierre. Corresponde a la fase de vaciado y/o limpieza que en muchos procesos debe llevarse a cabo antes del paro o del cambio de algunas de las caractersticas del producto.F4 - Marchas de verificacin sin orden. En este caso el proceso, normalmente por orden del operario,

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A. Proceso en paro

D. Proceso en fallo

F. Proceso en funcionamientoProduccin

puede realizar cualquier movimiento o unos determinados movimientos preestablecidos. Es el denominado control manual y se utiliza para funciones de mantenimiento y verificacin.F5 - Marchas de verificacin con orden. En este caso el proceso realiza el ciclo completo de funcionamiento en orden pero al ritmo fijado por el operador. Se utiliza tambin para tareas de mantenimiento y verificacin. En este estado el proceso puede estar en produccin. En general, se asocia al control semiautomtico.F6 - Marchas de test. Sirve para realizar operaciones de ajuste y mantenimiento preventivo, por ejemplo: comprobar si la activacin de los sensores se realiza en un tiempo mximo, curvas de comportamiento de algunos actuadores, etc.

Proceso en paro o puesta en marcha, se subdivide en:A1 - Paradas en el estado inicial. Corresponde con el estado de reposo del proceso. Este estado es el que normalmente se representa en los planos de construccin y en los esquemas elctricos.A2 - Parada solicitada al final del ciclo. Es un estado transitorio en que el proceso, que hasta el momento estaba produciendo normalmente, debe producir solo hasta acabar el ciclo y pasar a estar en paro en el estado inicial.A3 - Parada solicitada en un estado determinado. Es un estado en que el proceso se detiene en un estado determinado que no coincide con el final de ciclo. Es un estado transitorio de evolucin hacia A4.A4 - Parada obtenida. Es un estado de reposo del proceso distinto al estado inicial. A5 - Preparacin para la puesta en marcha despus de un defecto. Es en este estado donde se procede a todas las operaciones, de: vaciado, limpieza, reposicin de un determinado producto, etc., necesarias para la puesta de nuevo en funcionamiento del proceso despus de un defecto.A6 - Puesta del sistema en el estado inicial. En este estado se realiza el retorno del sistema al estado inicial (reinicio). El retorno puede ser manual (coincidiendo con F4) o automtico.A7 - Puesta del sistema en un estado determinado. Se retorna el sistema a una posicin distinta de la inicial para su puesta en marcha, puede ser tambin manual o automtico.

Proceso en fallo, se subdivide en:D1 - Parada de emergencia. Es el estado, que se consigue despus de un paro de emergencia, en donde deben tenerse en cuenta tanto los paros como los procedimientos y precauciones necesarias para evitar o limitar las consecuencias debidas a defectos.D2 - Diagnstico y/o tratamiento de fallos. Es en este estado que el proceso puede ser examinada despus de un defecto y, con ayuda o sin del operador, indicar los motivos del fallo para su rearme.D3 - Produccin a pesar de los defectos. Corresponde a aquellos casos en que se deba continuar produciendo a pesar de los defectos. Se incluye en estas condiciones casos en que, por ejemplo, sea necesario finalizar un reactivo no almacenable, en que se pueda substituir temporalmente el trabajo de una seccin del proceso por la de un operario hasta la reparacin del problema, etc.

Las flechas nos indican las trancisiones entre los diferentes estados del proceso, notese que D1 tiene una flecha que no proviene de ningn subsistema, esto indica que se puede llegar a D1 desde cualquier situacin.

Algunos ejemplos de como interaccionan los estados:

Marcha por ciclos y paro a fin de ciclo.

El proceso se encuentra en el estado A1, al presionar el operador el botn de arranque se comprueban las condiciones para la marcha y de cumplirse estas pasa al estado F1, al fin del proceso cuando se cumplen las condiciones de paro el sistema trancisiona de F1 a A2 y en automtico a A1.

Marcha de verificacin con orden.

El operador puede seleccionar ir al estado F5 a partir del estado A1 o F1 para verifcar el funcionamiento del proceso.

Paro de emergencia.

Si a partir de F1 se presiona el botn de paro de emergencia, el sistema debe de evolucionar a D1 y una vez que paso se controlo la emergengia llevar el proceso a A5 para preparar el proceso para arrancar de nuevo.

Ejemplo.

Gua para aplicar GEMMA a la automatizacin de un proceso.1. Determinar los aspectos generales del proceso y generar el Grafcet de produccin normal.

Grafcet funcional del estado de produccin normal.2. Determinar los sensores y actuadores adecuados.3. Grafcet tecnolgico del estado de produccin normal.4. Estudiar qu estados de Gemma son necesarios en la automatizacin

Estados tpicos que aparecen en cualquier sistema: Paro , Paro de emergencia, Produccin o funcionamiento normal, etc.5. Definir las condiciones de evolucin entre los diferentes estados.6. Definir el tablero de control (operador)7. Preparar el grafcet final (o grafcets) Enriquecimiento del grafcet inicial: casos sencillos Organizacin en varios grafcets coordinados entre s, donde tarea es recogida en un grafcet independiente.8. Escoger la tecnologa de control: nmero de controladores programables, tipo de entrada y salidas,reguladores industriales, bus de comunicacin.9. Programacin10. Pruebas antes de la instalacin11. Instalacin, puesta a punto y pruebas