Incluye bibliografía

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS AUTOMÁTICOS INDUSTRIALES
1.1 Introducción: Tipos de sistemas automáticos. Lazos de control
1.1.1 Sistema de lazo abierto discreto
1.1.2 Sistema de lazo cerrado discreto
1.1.3 Sistema de lazo cerrado analógico
1.2 Sistemas de eventos discretos
1.3 Sistemas combinacionales y secuenciales
1.3.1 Sistemas combinacionales
1.3.2 Sistemas secuenciales
1.4 Reconversión de equipo
1.4.1 Estudio de factibilidad
Factibilidad técnica
Factibilidad de diseño
Tiempo de diseño e implementación
1.5 Costo-beneficio
Procesos manuales
1.6 Retorno de la inversión
1.7 Preguntas de estudio
CAPÍTULO 2. SISTEMAS AUTOMÁTICOS CON BASE EN RELEVADORES
2.1 Introducción
2.2 Relevadores de control y de potencia
2.2.1 Relevador electromecánico
Relevador detector de fases y secuencia
Relevador de sobrecarga
Relevador electromecánico de control
Efecto del viaje de los contactos de un relevador
2.2.2 El relevador de potencia o contactor
2.2.3 Relevador operado por tiempo
Solución de sistemas automáticos con base en relevadores
Funciones lógicas con relevadores
2.3.1 Sistema combinacional con base en relevadores
2.3.2 Sistema secuencial con base en relevadores
2.4 Desventajas de los sistemas con base en relevadores
Funciones lógicas con relevadores
2.5 Preguntas de estudio
CAPÍTULO 3. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC)
3.1 Introducción
3.1.1 Ventajas de los sistemas automáticos industriales (SAI) con base en PLC
3.2 Estructura interna de un PLC
PLC del tipo compacto
Controles modulares
Unidad central de procesamiento (CPU) Tiempo de scan
Diagnóstico interno
Barrido de entradas
Ejecución de la lógica
Barrido de salidas
Fuente de voltaje (PS)
3.3 Módulo de entradas discretas
Módulos de entrada de VCD
Módulos de entrada positiva de VCD (sink)
Módulos de entrada de VCD tipo SOURCE
Módulos de entrada de VCA
3.4 Módulo de salidas discretas
Módulo de salida de VCD
Módulo de salida de VCA
Módulo de salida tipo relevador
3.5 Comunicaciones con el PLC
Interfase de programación y computadora personal
3.6 Tipos de programación
3.6.1 Programación con instrucciones
3.6.2 Programación con funciones lógicas
3.6.3 Programación con lógica de contactos
3.7 Selección del PLC 95 Selección del PLC
3.8 Preguntas de estudio
CAPÍTULO 4. SISTEMAS AUTOMÁTICOS BASADOS EN FUNCIONES LÓGICAS
4.1 Introducción
Niveles lógicos
4.2 Introducción a las funciones lógicas
Tablas de verdad
4.2.1 Función lógica AND (Y)
4.2.2 Función lógica OR (O)
4.2.3 Función lógica NOT (NO)
4.3 Ecuaciones de sistemas combinacionales
Tabla de verdad de un sistema combinacional
4.3.1 Número de combinaciones del sistema
Ecuaciones del sistema
4.3.2 Programa con el software del PLC Crouzet
Simulación con el programa Crouzet
4.4 Ecuaciones de sistemas secuenciales
4.4.1 Método de “un estado de memoria”
Tabla de estado 121 Estado
Representación de funciones lógicas con lógica de contactos Función lógica AND con circuito de lógica de contactos
Función lógica OR con circuito de lógica de contactos
Función lógica NOT con circuito de lógica de contactos
Ecuaciones de sistemas automáticos con circuitos de lógica de contactos
Álgebra booleana Teoremas de álgebra booleana
Teoremas con múltiples variables
4.5 Preguntas y problemas de estudio
Problemas
CAPÍTULO 5. MÉTODO DE “LA MEMORIA INTERNA”
5.1 Introducción
5.1.1 Límites de aplicación
5.2 Método de “la memoria interna”
5.2.1 Memoria interna
5.2.2 Metodología de la memoria interna
5.2.2.1 Tabla natural del proceso
5.2.2.2 Tabla de memorias
5.3 Ecuaciones de las memorias
5.4 Ecuaciones de las variables de salida
5.4.1 Estados aislados
Estado aislado en el estado inicial
5.4.2 Estados compartidos
Obtención de las ecuaciones de las variables de salida
Reducción de memorias por límite de valores de la función de salida
Representación por diagrama de estados
5.5 Aplicación del diagrama de estados
Ecuación de la función de salida
5.6 Lógica de contactos con ecuaciones
Ecuaciones de memorias con lógica de contactos
Diagrama de lógica de contactos para VS1
Diagrama de lógica de contactos de VS2
Diagrama de lógica de contactos de VSn
Diagrama de lógica de contactos de VSn
Diagrama de lógica de contactos de los dos ejemplos resueltos
Sistemas con bifurcaciones y retroceso a estados inmediatos anteriores
5.7 Ejercicios resueltos
5.8 Simulación con el software FluidSIM-P™ de FESTO
5.9 Ejercicios de estudio
CAPÍTULO 6. SISTEMAS SECUENCIALES NEUMÁTICOS
6.1 Introducción
Propiedades físicas del aire
Compresibilidad
Elasticidad
Expansibilidad
Seguridad
Simplicidad en el diseño y control
6.2 Sistema de generación de aire comprimido
Compresor
Desplazamiento Positivo
Desplazamiento Dinámico:
Enfriador posterior
Tanque acumulador de presión
Secador de aire
Red de generación de aire comprimido
6.3 Sistemas automáticos neumáticos
Estructura de un sistema secuencial neumático
6.4 Elementos final de control
6.4.1 Actuadores de movimiento lineal
Actuador lineal de simple efecto
Actuador lineal de doble efecto
Diagrama espacio-fase
6.4.2 Actuadores de movimiento giratorio
6.4.3 Actuador oscilatorio
6.5 Elementos de ganancia
Válvula de Control de Flujo Variable Bidireccional
Válvula de Control de Flujo Unidireccional
Control de Velocidad por el Aire de Entrada
Control de Velocidad por el Aire de Salida
6.6 Elementos de procesamiento
Válvulas direccionales Posiciones
Vías
Tipos de piloto
Piloto neumático en A y retorno por resorte en B
Pilotos neumáticos en A y en B
Estructura de una válvula direccional
Configuración de válvulas direccionales Válvula 5/2
Diagrama de mando de válvulas 4/2 y 5/2
Válvula 4/3 y 5/3
Válvula 3/2
Válvulas de simultaneidad
Válvula selectora de circuitos
6.7 Dispositivos de entrada
6.8 Válvulas de retardo de tiempo y contador neumático
Válvula de tiempo
Diagrama espacio-tiempo
Contador neumático
6.9 Sistemas de vacío
Principio de funcionamiento de un Venturi
6.10 Diseño de sistemas secuenciales neumáticos
Representación mediante vectores de desplazamiento
Representación abreviada con signos
6.10.1 Diagrama de funcionamiento
Representación de un diagrama de funcionamiento con ecuaciones lógicas
6.11 Multiplicación y suma de funciones neumáticas discretas
Multiplicación lógica de funciones neumáticas
Sumatoria lógica de funciones neumáticas
Ejemplos de ecuaciones lógicas en funciones neumáticas
6.12 Diseño de un automatismo neumático con métodos analíticos
Lista de partes
Ecuaciones del sistema
Método de ubicación de pulso único (PU)
Ecuación de VP2
Ecuaciones de las válvulas auxiliares Diagrama de conexiones neumáticas
Método memorización de pulsos de dos variables (MP)
Lista de partes
Ecuaciones del sistema
Ecuación de VP1 Ecuación de VP2 291 Ecuaciones de las válvulas auxiliares
Diagrama de conexiones neumáticas
Método “memoria de estado (ME)”
Diagrama de funcionamiento aplicando el método memoria de estado
Ecuaciones del sistema
Ecuación de VP1
Ecuación de VP2
Ecuación de Vx1
Ecuación de Vx2
Diagrama de conexiones neumáticas
Diagrama de funcionamiento y lista de partes
Sistema secuencial neumático con retardo de tiempo
Diagrama de funcionamiento
Ecuaciones del sistema
Ecuaciones de las válvulas principales
Ecuaciones de las válvulas auxiliares
Diagrama de conexiones neumáticas
Sistema secuencial neumático con contador de eventos
Diagrama natural del proceso
Aplicación de método de trabajo
Ecuaciones del sistema
Diagrama de conexiones neumáticas
Manipulación de objetos mediante sistemas de vacío
Diagrama de funcionamiento aplicando algún método de trabajo
Ecuaciones del sistema
Diagrama de conexiones neumáticas
Diagrama de funcionamiento y lista de partes
6.13 Ejemplos resueltos de sistemas secuenciales neumáticos
Esquemático del sistema de traslado de producto
Ecuaciones del sistema
Ecuaciones de las memorias o válvulas auxiliares (Vx)
Ecuaciones de los temporizadores
Diagrama de funcionamiento aplicando el método ME Ecuaciones del sistema
Diagrama de funcionamiento aplicando el método ME
Ecuaciones del sistema Diagrama de conexiones neumáticas
Diagrama de funcionamiento y lista de partes
6.14 Preguntas y ejercicios de estudio
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 7. SENSORES DE COMPORTAMIENTO DISCRETO
7.1 Introducción
7.2 Transductores
Transductores de desplazamiento
Transductores de presión o fuerza
Transductores de velocidad
Transductores de temperatura
7.3 Sensores de comportamiento discreto
7.3.1 Sensores de objetos por contacto
Aplicaciones
Sensores de variables físicas por contacto
7.3.2 Sensores de proximidad del tipo discretos
Características y especificaciones de los sensores discretos
Histéresis
Repetibilidad
7.4 Sensores de detección magnética
7.5 Sensores inductivos
Estructura
Principio de funcionamiento
Diseño blindado
Diseño no blindado
Factor de reducción
Símbolo
Aplicaciones
7.6 Sensores capaciti vos
Principio de operación
Diseño blindado
Diseño no blindado
Símbolo
Aplicaciones industriales Factor de reducción
7.7 Sensores ópticos
Estructura
Fuente de luz
Detector de luz
Lentes
Circuito lógico
Salida
7.7.1 Tipos de sensores ópticos
Sensor de haz transmitido
Aplicación del sensor
Sensor retrorreflectivo
Aplicación del sensor
Sensor del tipo difuso
Aplicación del sensor
Símbolo 385 Factor de reducción
7.8 Salidas PNP y NPN en sensores de corriente directa
Sensor con salida PNP
Sensor con salida NPN
Tipos de conexiones eléctricas en sensores
Sensores de dos hilos 388 Sensores de tres y cuatro hilos
Conexión en serie de sensores 389 Conexión en paralelo de sensores
Conexión de un sensor como entrada a un PLC 391 Entradas Sink / Source
7.9 Ejercicios resueltos
7.10 Preguntas y ejercicios para estudio
CAPÍTULO 8. SISTEMAS SECUENCIALES BASADOS EN LA FUNCIÓN TIEMPO Y CONTEO
8.1 Introducción
8.2 Funciones de tiempo
Estructura de un temporizador electromecánico
Temporizador con retardo al encendido (TON)
Modo de operación
Diagrama de tiempos
Temporizador con retardo para apagar (tof) Modo de operación
8.3 Instrucción de tiempo en el PLC Siemens
Temporizador TON retentivo (R)
Representación con el diagrama de tiempos
Identificando un método 413 Ecuaciones lógicas del sistema
Diagrama de lógica de contactos
Programa para el PLC Siemens
8.4 Función contador
Función contadora con el PLC Siemens
Contador ascendente/descendente (CTUD)
8.5 Funciones de comparación de valores numéricos
8.6 Ajuste de valores preestablecidos mediante una HMI
Aplicación de la TD 200 de Siemens
8.7 Sistemas secuenciales basados en las funciones de tiempo y conteo
Ecuaciones del sistema
Ecuaciones de los temporizadores
Ecuación del contador
Ecuación de la función de salida
Diagrama de lógica escalera para los mensajes
Mensajes
Diagrama de flujo de los mensajes
Diagrama de lógica escalera
Mensajes
Diagrama de flujo de los mensajes Diagrama de lógica escalera
Diagrama de conexiones eléctricas
8.8 Sistemas automáticos del tipo industrial
Cronograma de las funciones
Diagrama de flujo de los mensajes
Diagrama de flujo de la secuencia
Diagrama de lógica escalera
Sistema de alarmas
Ecuaciones para alarma 1 (AL1)
Ecuaciones para alarma 2
Ecuaciones para alarma 3
Funciones de salida
Desplegado de mensajes
Diagrama de lógica de contactos Etapa de subrutinas
8.9 Preguntas y ejercicios de estudio
Preguntas
Problemas
CAPÍTULO 9. TEMPORIZADORES EN CASCADA
9.1 Introducción
Límites de aplicación del método
9.2 Estructura del método de temporizadores en cascada
Simbología del método
Conector de enlace
Función de entrada, suma y multiplicación
Funciones de tiempo, salida y memoria
Cuadrante de contactos de “Temporizadores en Cascada”
9.3 Gráfico de un sistema en cascada con una línea principal
Gráfico de sistema sin retroalimentación en lazo
9.3.1 Gráfico de un sistema con n temporizadores y q funciones
Gráfico con una función de salida (F1)
Gráfico de sistema con retroalimentación en lazo
9.4 Sistema con una línea principal de tiempos
9.4.1 Ubicación de un conector de enlace horizontal
9.4.2 Conector de enlace vertical
9.4.3 Conector de enlace con varias direcciones en su trayectoria
9.4.4 Conector de enlace en el cuarto cuadrante
9.4.5 Ecuaciones de las variables lógicas del sistema
Ecuaciones lógicas de las funciones de salida
Ecuaciones de las funciones de tiempo
9.5 Cálculos requeridos en un sistema con una línea principal
9.5.1 Cálculo del tiempo de encendido de las funciones de salida
9.6 Sistemas con una línea principal y subrutinas de tiempos
Cálculo de PT2 y PT4
9.7 Funciones de salida localizadas en una subrutina
Diagrama de lógica de contactos para el PLC Siemens
9.8 Subrutinas que dependen de dos temporizadores no subsecuentes
9.9 Sistema de temporizadores con m ramales
9.9.1 Operaciones de suma y multiplicación en un sistema secuencial
Multiplicación
Suma
Cálculo de tiempo para el ramal 1
9.9.2 Cálculo del tiempo de ciclo de un sistema con m ramales y línea principal
Resultado del ramal 1
Resultado del ramal 2
Resultado del ramal 3
9.9.3 Sistema con q funciones de salida y m ramales
9.9.3.1 Función dependiente de temporizadores localizados en la línea principal (F1,b0)
Tiempo de operación de la función F1,b0
9.9.3.2 Función dependiente de temporizadores localizados en uno o varios ramales (Fq,Rm)
9.9.3.3 Función dependiente de temporizadores localizados en ramal y línea principal (Fq,Rm)
Tiempo de operación de la función F1,R2 en el ramal 1
9.9.3.4 Función dependiente de temporizadores localizados en un ramal (encendido) y línea principal (apagado) (Fq,Rm)
Ecuaciones de temporizadores
Función localizada en la línea principal
Función dependiente de línea principal y ramales Funciones dependientes de ramales 584 9.10 Funciones de entrada como condiciones externas de operación
Ecuaciones de las funciones de salida
9.11 Memorias y temporizadores
9.12 Ejercicios resueltos
Desplegado de mensajes
9.13 Problemas y preguntas
CAPÍTULO 10. SISTEMAS SECUENCIALES ELECTRONEUMÁTICOS INDUSTRIALES
10.1 Introducción
Circuito eléctrico
Circuito neumático
10.2 Elementos de control de un sistema secuencial electroneumático
Dispositivos de entrada
Dispositivos de procesamiento
Dispositivos de salida
10.3 Tipos de mandos en sistemas secuenciales electroneumáticos
Válvula del tipo monoestable
Válvula del tipo biestable
Válvula de tres posiciones
10.4 Diseño del diagrama de funcionamiento de un sistema electroneumático
Selección de válvulas direccionales
10.5 Ecuaciones lógicas de un sistema electroneumático
10.6 Método de la memoria de estado en automatismos electroneumáticos
10.7 El presostato y vacuostato en un automatismo electroneumático
10.7.1 Presostato
10.7.2 Vacuostato
10.8 Temporizadores en cascada en un automatismo electroneumático
10.9 Contadores en un automatismo electroneumático
10.10 Aplicaciones industriales
10.11 Ejercicios a resolver
CAPÍTULO 11. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ELECTROHIDRÁULICOS
11.1 Introducción
11.1.1 Verificaciones periódicas en sistemas hidráulicos
11.1.2 Elementos de control de un sistema secuencial electrohidráulico
Circuito eléctrico
Circuito hidráulico
11.2 Tipos de bombas hidráulicas
Bombas de engranes
Bombas de pistones
Bombas de paletas
11.3 Tipos de mandos en sistemas secuenciales electrohidráulicos
Válvula del tipo monoestable
Válvula del tipo biestable
Válvula de tres posiciones
11.4 Diagrama de funcionamiento en un sistema electrohidráulico
Ecuaciones del sistema
11.5 Método temporizadores en cascada aplicado a sistemas electrohidráulicos
Ejemplos a partir del diagrama de funcionamiento
CAPÍTULO 12. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ANALÓGICOS
12.1 Introducción
12.2 Clasificación de señales
12.2.1 De acuerdo a la naturaleza de la variable
12.2.2 Señales estocásticas y señales deterministas
12.2.3 Señales digitales y señales analógicas
Clasificación de las señales de acuerdo a su naturaleza temporal
Clasificación de las señales de acuerdo a su naturaleza en magnitud
12.3 Atributos de una señal analógica
12.4 Sistemas
12.5 Procesamiento analógico de una señal analógica
12.5.1 El amplificador operacional
12.5.2 Op amp en lazo abierto
12.5.3 Op amp en lazo cerrado Amplificador inversor
Amplificador no inversor
Buffer o Seguidor
Amplificador Diferenciador
Amplificador de instrumentación
Derivador e Integrador
12.6 Procesamiento digital de una señal analógica
12.6.1 Convertidor AD12.6.3 Errores en el cuantificador
12.6.4 Convertidor de aproximaciones sucesivas
12.6.5 Convertidor tipo flash
12.6.6 Convertidor DA
12.6.6.1 Convertidor R-2R
12.7 Módulos analógicos de la familia S7-200
12.7.1 Módulos analógicos en el S7-200 - CPU 22X
12.7.2 Direccionamiento
Direccionamiento de un dato analógico
12.7.3 Codificación
12.7.4 Especificaciones de los módulos analógicos
12.7.5 Configuración y calibración de los módulos de entrada
12.7.6 Diagramas de conexión
Conexión de una salida
Entrada no usada
12.8 Ejemplos
12.8.1 Primer ejemplo: Prueba del módulo analógico
12.8.2 Ejemplo 2: Alarmas
12.8.3 El concepto de escala
Escala
12.8.4 Control de velocidad de conveyor
12.8.5 Control ON-OFF
12.9 Control en lazo cerrado
12.9.1 El control proporcional
12.9.2 El control proporcional más integral
12.9.3 El control proporcional + integral + derivativo
12.10 Control PID implementado con el S7-20 Ejemplo de uso del asistente para configurar instrucción PID 780 12.11 Sintonización
12.11.1 Reglas de sintonización de Zeiger-Nichols
12.11.2 Sintonización de PID en MicroWin