Sistemas industriales distribuidos

SISTEMAS INDUSTRIALES DISTRIBUIDOS:

1. Introducción a los sistemas industriales distribuidos.

la introducción de sistemas de intercomunicación digitales en los entornos industriales no es tan amplia. Esta nueva metodología de sistemas de automatización de procesos redunda en una mayor eficiencia y optimización de los recursos dentro de la empresa. A la hora de implantar nuevos elementos en una fábrica, es necesario que todos y cada uno de los aspectos de la fábrica sean concebidos para su intercomunicación con el resto. La implantación debe poder realizarse por etapas, ya que no siempre es posible una intercomunicación global.

El concepto de Sistemas Industriales Distribuidos abarca un campo muy amplio, pues se puede aplicar en diferentes niveles dentro de una fábrica, desde la simple automatización de un proceso aislado a la gestión integral de una fábrica. Por tanto, resulta importante poder ser capaces de disponer de suficiente información acerca de los diferentes fabricantes y sus tecnologías, haciéndose necesario un conocimiento de los diversos elementos y posibilidades para para poder tomar decisiones a la hora de instalar los sistemas óptimos en cada uno de los diferentes niveles de la automatización de procesos industriales.

El hombre a lo largo de la historia ha construido infinidad de aparatos capaces de facilitar las tareas habituales o permitir realizar trabajos nunca antes conseguidos debido a las limitaciones existentes. Este fenómeno es la “evolución tecnológica”.

Automatización industrial es: “El conjunto de técnicas basadas en sistemas capaces de recibir información del medio, sobre el cual actúan y se realizan acciones de análisis, organización y control, con el fin de optimizar los recursos productivos: mecánicos, materiales y humanos”

En el siglo XX los sistemas de automatización surgen con más fuerza, potenciados por los sistemas eléctricos basados en relés electromagnéticos y de los sistemas electrónicos de estado sólido.

En el siglo XVIII Charles Coulomb y Benjamín Franklin permitieron que William Sturgeon inventara en 1824 la primera bobina, pero es a Joseph Henry a quien se

le atribuye el primer relé electromagnético conocido. Este pequeño aparato permitió que los procesos industriales fuesen más eficientes, precisos, reprogramables.

La automatización se puede definir como: “Una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos-eléctricos basados en computadoras para la operación y control de la producción”

El uso de sistemas como IEEE-488 y RS485/422 durante más de 20 años han sido capaces de ofrecer los requerimientos necesarios en las instalaciones de baja y media complejidad.

Describiendo diversos términos habitualmente empleados, podemos definir:

• Producir: proceso concreto de creación o transformación de materias primas.
• Producción: Suma de los productos del suelo o de la industria.
• Fabricar (o manufacturar): actividades interrelacionadas que involucra el diseño y concepción del producto, producir objetos en serie, generalmente por medios mecánicos.

Los sistemas de automatización industrial y su funcionamiento distribuido forman parte de un concepto de mayor entidad encaminado a la optimización global de una fábrica, sin perder de vista los principales objetivos de cualquier empresa. Para conseguir estos objetivos, es necesario tener en cuenta los siguientes factores:

• Bajo coste de producción
• Buen diseño de producto
• Altos niveles de calidad con bajo factor de rechazo
• Tiempos de entrega cortos y a tiempo (acorde al plazo comprometido)
• Bajo tiempo de desarrollo de nuevo producto
• Flexibilidad para la admisión de pedidos particularizados
• Flexibilidad en el volumen de producción

1.1. Sistemas Integrados de Producción: el Concepto CIM (Computer Integrated Manufacturing).

Este término en sí indica la aplicación de ciertas técnicas con una visión integradora. Podría definirse como: “Una metodología de trabajo y una filosofía de diseño de los sistemas de automatización, producción y gestión orientados a la mejora de los niveles de calidad y la optimización en los procesos de fabricación”

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Los procesos de automatización industrial se deben considerar siempre donde debe existir una integración entre ellos y el resto de elementos de producción y gestión.

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Dentro de la empresa se diferencian diversas áreas mostradas en la Figura 3. En esta figura se desglosa con más detalle las tareas más relacionadas con la ingeniería, tanto a nivel de diseño de producto como a nivel de automatización del proceso productivo.

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En primer lugar, se comienza por el área de diseño asistido por computador (CAD), La siguiente etapa la planificación de procesos dentro del proceso productivo mediante técnicas asistidas por computador (CAPP: Computer Aided Process Planning). El siguiente paso, la planificación de los sistemas de producción (PPS: Planning Production System), en segundo lugar, se tiene el factor denominado Planificación de los Requerimientos de materiales (MRP: Material Requirement Planning). El siguiente paso el diseño de los procesos de fabricación y mecanizado asistidos por ordenador (CAM: Computer Aided Manufacturing). Finalmente, llegamos al proceso productivo propiamente dicho, que son los controladores a nivel planta.

1.2. Sistemas industriales de control.

Tradicionalmente se distinguen tres tipos de sistemas de control industrial: control centralizado, control híbrido y control distribuido. La importancia de las tareas a realizar, determinará en muchos casos la elección de un tipo u otro de control.

1.2.1. Control centralizado.

Es la que se sigue en el caso de sistemas poco complejos donde un proceso puede ser gestionado directamente mediante un único elemento de control encargado de realizar todas las tareas del proceso de producción y que puede incluir un sistema de monitorización y supervisión.

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