La automatización industrial es un campo tecnológico complejo, dinámico y fascinante.
Introducción
En el mundo actual, la automatización industrial es prácticamente omnipresente. Los sistemas automatizados permiten que la fabricación, la ingeniería, la construcción, la generación de energía y otros procesos centrales de la economía mejoren la eficiencia y la productividad. Hoy en día, la automatización industrial está atravesando una nueva ola de desarrollo significativo, impulsada por tecnologías innovadoras como la inteligencia artificial (IA), la computación en la nube, los macrodatos y el Internet de las cosas (IoT).
¿Qué es la automatización industrial?
La automatización industrial se refiere al uso de controles automatizados, como controladores lógicos programables (PLC) y unidades terminales remotas (RTU). Ayudan a controlar los procesos y la maquinaria industriales, sustituyendo la intervención manual y las peligrosas operaciones de montaje automatizadas.
La automatización industrial consta de una serie de componentes sincronizados. Realiza funciones tales como control, sensado, supervisión y seguimiento de procesos industriales.
Funcionalmente, la automatización industrial incluye nivel de campo-(sensores y actuadores), nivel de control-, supervisión, nivel de control de producción-(SCADA) y nivel de información y empresa-(MES y ERP).
Componentes de control automatizados
PLC - Controlador lógico programable
Un PLC es una computadora digital-de nivel industrial diseñada para realizar funciones de control, particularmente en aplicaciones industriales.
Un controlador lógico programable es un dispositivo electrónico utilizado para controlar procesos. Consta de una unidad central de procesamiento; dispositivos de entrada y salida, fuente de alimentación, comunicación y unidades de redundancia. Un PLC se pre-programa según su aplicación y se pone en funcionamiento. Un PLC recibe entradas del campo, procesa las entradas de acuerdo con la programación completa y envía comandos a los dispositivos de campo. También puede recibir comandos de los operadores de la planta a través de SCADA y emitir comandos a dispositivos de campo. Las funciones de un PLC varían según el fabricante, pero la arquitectura básica sigue siendo la misma.
RTU - Unidad terminal remota
RTU significa Unidad Terminal Remota. Una RTU es un dispositivo de control que normalmente se instala en una ubicación remota como parte de un sistema más grande. El objetivo principal de una RTU es monitorear y controlar dispositivos de campo como válvulas, actuadores, sensores, etc. Las RTU son un componente esencial de los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), y sirven como interfaz entre el control SCADA y los procesos físicos.
Una RTU consta de un panel de hardware que alberga uno o más módulos de entrada/salida (E/S). Los componentes más importantes de una RTU son la unidad central de procesamiento (CPU), la fuente de alimentación, los puertos de comunicación y las E/S físicas.
DCS - Sistema de control distribuido
Un DCS (Sistema de Control Distribuido) está diseñado para gestionar procesos industriales más complejos y geográficamente extensos. Todo el proceso industrial está dividido en distintas zonas de control, cada una controlada por controladores autónomos dedicados. Los dispositivos de campo se comunican con controladores en zonas de control específicas. Estos controladores están interconectados a través de una red de comunicación de alta-velocidad y conectados a una PC de ingeniería, donde se realizan funciones generales de control, monitoreo, registro de datos y alarma. En un sistema de control distribuido, las decisiones de control las toman los operadores de la planta y no los propios controladores. Un DCS es una solución pre-diseñada que requiere configuración en lugar de programación (como un PLC).
PAC - Controlador lógico programable
Un PAC puede considerarse una combinación de PLC, RTU, DCS y PC. Posee las capacidades de control discreto de un PLC, las capacidades de multitarea y almacenamiento de una PC, las capacidades de comunicación multiprotocolo y operación remota de una RTU y las capacidades masivas de procesamiento de E/S de un DCS.
SCADA - Sistema de Supervisión, Control y Adquisición de Datos
Un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) es una interfaz de software que permite a los operadores de plantas controlar y monitorear fácilmente varios dispositivos en entornos industriales/de plantas. Además, realiza la adquisición de datos. Los operadores pueden monitorear los parámetros a través de PLC/SCADA y emitir comandos a dispositivos de campo. SCADA no puede comunicarse directamente con dispositivos de campo; sólo puede hacerlo a través de PLC. Todos los datos del campo ingresan a los módulos de E/S en el PLC y se almacenan en ubicaciones de memoria o registros específicos. A su vez, SCADA lee o escribe en estas ubicaciones de memoria. Toda la lógica de control se almacena en el PLC, no en SCADA.