El control de procesos automatizado es una parte integral de la industria moderna. La automatización permite a los fabricantes de circuitos integrados minimizar los errores durante el proceso de fabricación y mejorar la eficiencia de la producción, aumentando así la calidad de los productos finales.
Teoría de control y automatización industrial
Para lograr el control de procesos automatizado, los procesos industriales deben ser precisos, predecibles y repetibles. En la práctica, esto requiere un controlador que monitoree una variable de proceso y la compare con un punto de ajuste o valor de referencia.
La diferencia entre el valor de la variable de proceso y el punto de ajuste (es decir, el estado ideal de la variable de proceso) se define como la señal de error. Esto envía retroalimentación al controlador para que tome medidas para devolver el valor del proceso al punto de ajuste ideal.
Básicamente, la ingeniería de control y automatización (o C&E) es una rama de la ingeniería eléctrica que se ocupa del diseño, desarrollo y operación general de elementos de hardware y software para el control de procesos industriales.
¿Qué son los sistemas de control?
Un sistema de control es una red de dispositivos eléctricos y/o electromecánicos diseñados para controlar el comportamiento de los sistemas de procesos dinámicos a través de lazos de control. Hay dos tipos principales de controles: de bucle abierto y de bucle cerrado.
En un controlador, la acción correcta del controlador no depende del valor de la variable de proceso. Por ejemplo, un temporizador que se usa para encender o apagar un elemento calefactor es un circuito abierto porque el temporizador apagará el dispositivo en un momento específico, independientemente de su temperatura.
En contraste, en el control de lazo cerrado, el comportamiento del controlador depende de las señales de retroalimentación del proceso.
tipos de lazos de control
Los principales tipos de bucles de control utilizados en la industria incluyen sistemas de supervisión y adquisición de datos (SCADA), sistemas de control industrial (ICS) o sistemas de control distribuido (DCS).
Las siguientes tres secciones informan más sobre los lazos de control.
Control de supervisión y Adquisición de Datos
SCADA se refiere a las aplicaciones informáticas para controlar procesos de forma remota. Aunque los sistemas SCADA funcionan con software propietario, también pueden contener componentes de hardware. El componente de hardware recopila información sobre un proceso específico y la transmite a una computadora que ejecuta el software SCADA correspondiente.
Tal programa registra todos los eventos en un archivo de almacenamiento local y monitorea continuamente el sistema. Si ocurre una condición anormal, se notifica al ingeniero en la sala de control (ver el ejemplo anterior) para que pueda solucionar el problema manualmente.
Sistema de control industrial
Un ICS es la integración de dispositivos de hardware y software a través de redes cableadas o inalámbricas para controlar procesos industriales críticos. Las aplicaciones clave para ICS incluyen fuente de alimentación, fabricación de componentes electrónicos e IoT industrial. La mayoría de los ICS utilizan software de control patentado con protocolos de seguridad de red integrados.
Sistemas de Control Distribuido
Los DCS son sistemas de control computarizados para plantas o grandes instalaciones: consisten en múltiples lazos de control con controles distribuidos y dedicados (en lugar de un sistema de control central).
Los DCS se utilizan en aplicaciones industriales, p. B. en refinerías de petróleo y gas, sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), plantas de procesamiento de alimentos, plantas de tratamiento de aguas residuales y otros. Al igual que los sistemas SCADA, los sistemas de control distribuido constan de componentes de software y hardware.
dispositivos de control
Dependiendo de la aplicación, muchos tipos de equipos de control de procesos y El control de acceso desplegada. En las siguientes cinco secciones se tratan seis ejemplos de tales dispositivos:
controladores lógicos programables
Los controladores lógicos programables (PLC) son portátiles y robuste Computadoras industriales programadas para realizar una tarea específica. Consisten en una CPU, conjuntos de entrada y salida, software de computadora, fuente de alimentación y un conjunto de bastidor.
Controlador derivativo proporcional-integral
Las tecnologías PID son dispositivos de control industrial cuyos controladores usan controles proporcionales, integrales y derivados para ajustar una variable de proceso al punto de ajuste deseado.
Los PID se utilizan para controlar variables como la temperatura, el flujo y la presión en circuitos cerrados (por ejemplo, en plantas de ensamblaje de automóviles y plantas de tratamiento de aguas residuales).
Sensores industriales
Los sensores industriales son dispositivos que detectan estímulos físicos como luz, calor, movimiento o presión mecánica y responden en consecuencia (por ejemplo, mostrar un valor en una pantalla LCD, presionar un interruptor, etc.).
Los sistemas de control utilizan una variedad de sensores para regular los procesos industriales mediante la conexión a los controladores. Por ejemplo, un sensor de temperatura puede detectar una temperatura de proceso anormal y operar un relé para apagar una máquina que de otro modo podría estar sobrecalentada.
