Control y Automatizacin de Procesos IndustrialesTecnologa que trata de la aplicacin de sistemas mecnicos, electrnicos y basados en computador para operar y controlar un determinado proceso de produccin DE FORMA AUTNOMA (sin intervencin del operador)Objetivos de la Automatizacin:ALTA PRODUCTIVIDADALTA CALIDAD PRODUCTOALTOS NIVELES DE ESTANDARIZACINMENOR TIEMPO DE FABRICACINALTA FLEXIBILIDAD*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Estructura de un Sistema de Produccin*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Tipos de Procesos IndustrialesPROCESOS CONTINUOSIndustrias de procesos (produccin de energa, qumicas,refineras, jabones, acero, etc.)Central NuclearCentral TrmicaRefinera de Petrleo*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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PROCESOS DE EVENTOS DISCRETOSIndustrias de manufactura (fabricacin de piezas, componentes, electrnica, estampacin, etc.)Fabricacin de tarjetas electrnicasFabricacin de piezas*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Tipos de IndustriasIndustria de ProcesosIndustria de ManufacturaProcesos continuosProcesos de eventos discretosProcesos continuosProcesos de eventos discretos Objetivos del control son diferentes en cada caso Diferentes tcnicas de Control y Automatizacin*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Proceso o Planta a Controlar

Proceso o Planta(Sistema Dinmico)Entrada (variable independiente)Salida (variable dependiente)Objetivo del Control?Hacer que la salida del proceso sea igual a una referencia o consigna preseleccionada. Para ello se usa un Controlador*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Tipos de Control para Procesos Continuos de acuerdo a su estructuraLazo CerradoLazo AbiertoEl controlador recibe informacin del comportamiento del procesoEl controlador no recibe informacin del comportamiento del proceso*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Control Manual : Utilizado por el operador ybasado ms o menos en respuestas en bucleabierto Control On-Off : Ej. Termostato de la habitacin Control PID : El ms habitual en la industria de procesos PID Mejorados : ratio, cascada, feedforward Control basado en modelo : Usa un modelo del proceso para determinar la accin de control (Control de Matriz Dinmica, Control ptimo, Control Adaptivo) Control Inteligente: No necesita el modelo del proceso (Control Fuzzy, Control Neuronal)Tipos de Control*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Lgica cableadaVentajas: Independencia tcnica. Barato?.Desventajas: Modificaciones o ampliaciones muy complicadas. Dificultad para realizar diagnsticos. Obsoleto.Dispositivos elctricos de lgica cableada:

RelActa como intermediario para alimentar un determinado circuito en funcin de una seal externa. se compone de bobina, conjunto magntico y contactos.ContactorFuncionalmente equivalente a un rel, pero mas robusto para soportar mayores tensiones y corrientes de cara a su aplicacin industrial.*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Dispositivos mecnicos :La automatizacin mecnica se caracteriza por sistemas complejos con abundancia de componentes y escasa flexibilidad: Ruedas dentadas Poleas Piones cremallera Palancas, etc.La automatizacin electrnica se caracteriza por el empleo de componentes electrnicos tales como: Puertas lgicas Registros de desplazamiento Temporizadores Contadores Biestables Multiplexores Demultiplexores, etc.Dispositivos electrnicos :Dispositivos electroneumticos y electrohidrulicos :Dispositivos que permiten la conversin de una seal elctrica en seal neumtica o hidrulica, para la activacin de los actuadores correspondientes.*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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EL RELPrincipio de funcionamiento Un rel es un sistema electromecnico que permite abrir o cerrar un interruptor con la activacin de un electroimn.M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

PARAMETROS Y CARACTERISTICAS Resistencia interna. Corriente de activacin Tensin de activacin (margen de activacin)Parmetros:M. SC., Ing. Ral Benites SaraviaCaractersticas Elctricas: Mxima tensin Mxima corriente Nmero mximo de conexiones Mxima velocidad de conmutacin

TIPOS DE RELESRels electromecnicos.

Estn formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Vamos a ver los diferentes tipos de rels electromecnicos. Rels de tipo armadura Rels de Ncleo Mvil Rel tipo Reed o de Lengeta M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Rels de estado slido Son rels construidos a partir de semiconductores con funciones parecidas a los de rels mecnicos Circuito de entrada (control)Circuito de salida (conmutacion)RELE Tiristores Triacs Optotriacs, etc.M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Ventajas del uso de rels La gran ventaja de los rels es la completa separacin elctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimn, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeas tensiones de control.Corriente de accionamiento (bobina electroimn)Circuitos controlados por los contactosRELE Manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeas tensiones de control.Separacin elctrica entre:M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

EL CONTACTORPodemos definir un contactor como un aparato mecnico de conexin y desconexin elctrica, accionado por cualquier forma de energa, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.El contactor al igual que el interruptor manual, dispone de dos elementos bsicos: Un juego de contactos elctricos Un mecanismo para abrir y cerrar dichos contactos.

En un interruptor manual, la mano del operador acciona directamente el mecanismo de cierre y apertura , en cambio en un contactor esta accin es efectuada por un electroimn.M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Jos Antonio Poma NavarroEl contactor presenta pues la ventaja de ser gobernado a distancia, ya que elementalmente basta con tener dos hilos desde los bornes de alimentacin de la bobina hasta el lugar en que se halla emplazado el punto de mando.

El contactor puede ser accionado, no solo por la accin directa de una persona, sino por cualquier elemento que sea capaz de cerrar un contacto.M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Jos Antonio Poma NavarroPara permitir o interrumpir automticamente el flujo de corriente a travs de motores y otros tipos de cargas de potencias.

UtilidadPartes Carcasa Circuito Electromagntico ContactosM. SC., Ing. Ral Benites Saravia

CONTACTOSSon elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente encuanto la bobina se energice. Se dividen en:

Contactos principales Contactos auxiliaresJos Antonio Poma NavarroM. SC., Ing. Ral Benites Saravia

CRITERIOS PARA LA ELECCIN DE UN CONTACTOR Tipo de corriente, tensin de alimentacin de la bobina y la frecuencia.Potencia nominal de la carga.Condiciones de servicio: ligera, normal, dura, extrema. Existen maniobras que modifican la corriente de arranque y de corte.Jos Antonio Poma NavarroM. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Si es para el circuito de potencia o de mando y el nmero de contactos auxiliares que necesita.Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estticos o de estado slido.Por la categora de empleo.Jos Antonio Poma NavarroCRITERIOS PARA LA ELECCIN DE UN CONTACTOR M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

EJEMPLOS DE APLICACION Contactor electrnico diseado para el control de varias cargas industriales, por ejemploElementos calefactores.Motores monofsicos y trifsicos.Lmparas, etc.Jos Antonio Poma NavarroM. SC., Ing. Ral Benites Saravia

Diagramas de Procesos e InstrumentosInstrumentos: Indicadores Transmisores Registradores Convertidores Controladores Actuadores Transductores*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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Control de un intercambiador de calor*M. SC., Ing. Ral Benites Saravia

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