Tecnologías para la automatizacion de procesos

TECNOLOGÍAS PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS

En las últimas décadas se viene dando un fuerte desarrollo de tecnologías del ámbito de la computación, de la electrónica y de métodos matemáticos de análisis. A través de una aplicación integrada de las mismas, se facilita el desarrollo de aplicaciones innovadoras, para la automatización de los procesos de producción. Estas nuevas tecnologías complementan a las tradicionales y permiten bajar sustancialmente las inversiones en juego. De este modo viabilizan muchas soluciones que no resultaban posibles hace algunos años.

En resumen, las tecnologías disponibles para el control de los procesos de producción, son:

·         Sistema manual

Se instalan instrumentos, los que miden las variables que identifican el estado del proceso productivo, ydan la información a través de la lectura en visores. Un operario lee los instrumentos y decide corregirel proceso. Para este  fin,  mueve  accionamientos mecánicos,  usando  su cuerpo. A modo de ejemplo,puede cerrar una válvula a través del movimiento de giro de una palanca.

·         Sistema mecánico

Usando  el  concepto  de  retroalimentación,  se  puede diseñar y construir un sistema mecánico, el queactúa sobre los accionamientos, según lo que le señala un instrumento que mide cierta variable delproceso. Como ejemplo de este tipo de soluciones, está el divulgado uso de un flotador, el que abre ycierra una válvula para el llenado de una cuba, según si baja o sube con el nivel de agua en el estanque.

·         Sistema electrónico simple

Es similar al caso anterior, pero la información se transmite           a          través de       circuitos              electrónicos.               El instrumento traduce a una señal eléctrica sus mediciones y un circuito analiza laseñal, para activar o desactivar un accionamiento   eléctrico   (generalmente   un   pequeño motor), elque mueve los elementos mecánicos que modifican el proceso.

·         Uso de PLC (dispositivo lógico programable)

En este caso, las señales eléctricas emitidas por un grupo de  instrumentos, son analizadas por  unprocesador de bajo rendimiento, el que, a través de una adecuada programación, emite señales paraactivar o desactivar los accionamientos eléctricos.

·         Uso de Computadores Personales

Esta es la tecnología que se ha divulgado en los últimos años. El uso de PLC es reemplazado porcomputadores personales (PC). Esta tecnología permite acceder a abundante software y a hardware debajo precio.

·         Uso de Sistemas Integrados

Recientemente, empresas  líderes  a  nivel  mundial,  han puesto en el mercado un completoequipamiento de hardware y sus interfaces electrónicas, las que son muy fáciles de integrar en lassoluciones. Esto se complementa con la venta de software que permite programar las soluciones, con ungran ahorro de tiempo.

Un punto clave, en el desarrollo de estas aplicaciones, es que ellas requieren del uso de sistemasoperativos que trabajen en tiempo real.

 Esto anula la posibilidad de usar WINDOWS de Microsoft, en la mayoría de las aplicaciones complejas,de modo que no se puede recurrir al abundante software que opera bajo esta modalidad, tales comoEXCEL, ACCESS, aplicaciones de VISUAL BASIC, etc. Esto significa que se debe recurrir a las yatradicionales (pero obsoletas) soluciones que operan bajo DOS, construyendo los programas decomputación con lenguajes tales como C++.

Pareciera que lo anterior ha sido un descuido de Microsoft, el líder mundial indiscutido en desarrollo desoftware para PC. Esto ha abierto oportunidades para la creación de competencia en esta área, paraempresas que operan en el ámbito de la electrónica. Estas empresas ofrecen abundante softwarepara  programar soluciones relacionadas       con     la         automatización        de       procesosproductivos, las que deben hacer uso de sistemas operativos aportados por ellos mismos. De estemodo, pueden plantear importantes amenazas en  el  futuro  al software que opera bajo WINDOWS.

Así, en el caso de NATIONAL INSTRUMENTS, ellos ofrecen hardware y software para construir sistemaspara la automatización de procesos, los que permiten cubrir 5 niveles del problema [14]:

          a) Primer Nivel

Como elementos que entran en contacto directo con el sistema  productivo, existen  tres  grupos: Sensores que cubren los requerimientos tradicionales, tales como medidores de temperatura,de presión, etc., los que permiten medir el estado de los procesos de producción. CámarasDigitales que  permiten acceder a  modernas soluciones basadas en el procesamiento deimágenes. Motores y otros accionamientos eléctricos, con los que se puede actuar modificandoel proceso de producción.

b) Segundo Nivel

Se proporciona equipamiento para conectar a los elementos anteriores, con los PC. Para este fin,se ofrecen acondicionadores de señales, relés y otros elementos para la transmisión de datos,tales como diversas tarjetas para puertas seriales, paralelas, USB, etc.

c) Tercer Nivel

Para   uso   industrial,   y   soportando   condiciones   de operación rigurosas, se ofrecencomputadores, que tienen las mismas configuraciones que los tradicionales PC de oficina.   Sin  embargo,   se   diferencian   en   soportar agresiones del tipo: presencia de polvo y humedad,vibraciones, campos eléctricos y magnéticos, ondas electromagnéticas, diferencias detemperatura, etc.

d) Cuarto Nivel

Estos PC pueden ser conectados en red, y de este modo pueden alimentar a bases de datos,donde se registra el avance en el proceso de producción, las que suelen estar soportadas        en                  computadores    centrales       de       alto rendimiento.  Esta  información se  integra  a los  demás sistemas de información para la operación de la empresa.

e) Quinto Nivel

Se dan facilidades para acceder a todos los elementos de estas configuraciones, a través deINTERNET. De este modo, un ejecutivo del área de producción, puede estar de viaje en un lugarlejano al de ubicación de la fábrica, y puede modificar las condiciones de operación del procesoproductivo,  con  el  nivel  de  detalle  que  desee.  Por ejemplo,   cierta   válvula   deberá   cerrarse  cuando   un medidor de temperatura señale 300 Grados Celsius, modificando el anterior índice de280.

El  problema,  en  el  uso  de  esta  tecnología  de  tipo integrada, radica en que las solucionesobligan a incurrir en elevados costos. Esto pasa por la compra de un abundante software para laprogramación de las soluciones, lo que “amarra” la compra de los elementos de hardware. Elprincipal beneficio, de recurrir a estos proveedores, radica en importantes ahorros en el trabajo delos ingenieros que aborden los proyectos de automatización.

Alternativamente,  se  puede  recurrir  a  soluciones  de menor costo, pero que exigen larealización de mucho trabajo de ingeniería. Para este fin, se deberá programar software que operebajo DOS, se deberá encargar la fabricación de PC a armadores nacionales usando el conceptode “clones” y se deberá recurrir a INTERNET para proveerse de los acondicionadores de señales,de los relés y otros elementos electrónicos para las interfaces. Comparativamente, este  tipo  de soluciones deberá  ser priorizada en países donde el trabajo de ingeniería es de bajo costo,como es el caso de Chile.