La automatización de fábricas se define como control y monitorización de procesos industriales y maquinas que se repiten de manera mecánica con escasa intervención humana. Su objetivo es la automatización de los entornos operativos tratando de automatizar y optimizar procesos repetitivos.
Los sistemas de automatización de fábricas se dividen en dos partes
Una parte operativa que utiliza elementos que hacen que una maquina pueda realizar acciones como lo son sensores, actuadores, motores, compresores y el equipo eléctrico y electrónico.
La segunda parte se trata del control mediante autómatas programables como lo son API, PLC o estaciones de automatización que se centran en enviarles las órdenes a las maquinas.
La automatización de fábricas no sería posible sin el uso de los HMI, los PLC y los VFD de los que profundizaremos un poco a continuación.
HMI interfaz humano maquina o human machine interface
el HMI es la interfaz entre el proceso y los operadores, básicamente es un panel de operación que se utiliza para monitorear y controlar procesos industriales y de fabricación en la industria.
los HMI industriales tendrán la forma de una pantalla que puede tener botones o ser táctil. Un operador o personal de mantenimiento puede controlar y monitorear una maquina o proceso desde el HMI. Estos contendrán información como temperatura, presión, pasos del proceso y más un HMI moderno puede controlar múltiples máquinas y equipos. En una planta de fabricación pequeña se podrá incluso operar desde un HMI central todas las operaciones industriales.
Como los HMI se conectan a la maquina
los HMI utilizan un software que los ingenieros pueden programar, permitiéndole al programador diseñar lo que el operador visualizara en la pantalla, que botones puede presionar y como pueden manipular la máquina.
El programador debe de programar cada indicador y botón a una dirección especifica en la entrada o salida de un PLC. Por eso es vital que sean compatibles para tener una comunicación efectiva usando el mismo protocolo como por ejemplo modbus, ethernet/ip y profi bus.
Los protocolos de comunicación conectan los diferentes PLC, HMI y las maquinas entre si. Una vez comunicado el PLC y el HMI todo lo que está programado se puede utilizar para monitorear y controlar los procesos en al fabrica.
PLC Controlador lógico programable o Programmable Logic Controller
El PLC consta de tres partes primero el bloque de las entradas, segundo el CPU interno y el tercero el bloque de salidas.
En el bloque de entradas se conectan las entradas como por ejemplo pulsadores, interruptores o un sensor. Con dos tipos de señales discretas o digitales y las señales analógicas que pueden ser de tención o de corriente.
En el CPU se pueden programar las ordenes recibidas por el bloque de entras y comunicarlas con una serie de valores al bloque de salida.
en el bloque da salida estarán conectados los captadores que pueden ser de tipo relé, contactores o placas de señalización.
VFD variador de frecuencia o variable frequency drive
Un VFD cambia la velocidad de los motores para una aplicación especifica que requiera el proceso.
Este variador puede de manera simple aumentar o disminuir la velocidad del motor para cumplir con los requisitos de funcionamiento específicos de cada actividad deseada. Lo que nos sería posible usando un reductor de velocidad o un sistema de transistores ya que cada cambio en la velocidad requerirá de cambios drásticos y complejos en su sistema.
El uso del VFD esta extendido en numerosas aplicaciones industriales y comerciales
En las aplicaciones industriales los variadores de frecuencia se usan desde grúas eléctricas hasta montañas rusas y otros muchos más mecanismos.
En las aplicaciones comerciales se usan en bombas para controlar el flujo o incluso el volumen de un tanque.
otra aplicación de los VDF es para variar la frecuencia de motores de CA para controlar la velocidad y permitir arranques suaves ajustando la velocidad según lo requiera la aplicación.
