La Revolución Industrial fue la partera de la tecnología de la automatización. Fue precisamente debido a las necesidades de la Revolución Industrial que la tecnología de automatización se liberó de su caparazón y logró un rápido desarrollo. Al mismo tiempo, la tecnología de la automatización también impulsó el progreso industrial. Hoy en día, la tecnología de automatización se ha aplicado ampliamente en campos como la fabricación mecánica, la energía, la construcción, el transporte y la tecnología de la información, convirtiéndose en el principal medio para mejorar la productividad laboral.
La automatización de fábrica, también conocida como automatización de taller, se refiere a la finalización automática de todo o parte del proceso de fabricación de un producto. Para conseguir una fábrica automatizada son indispensables ciertos productos electrónicos y mecánicos...
I. Controlador - El cerebro de la fábrica automatizada
Un controlador (nombre en inglés: controlador) es un dispositivo de comando que controla el arranque, la regulación de velocidad, el frenado y la inversión de un motor eléctrico cambiando el cableado del circuito principal o circuito de control en una secuencia predeterminada y alterando los valores de resistencia en el circuito. Consta de un contador de programa, un registro de instrucciones, un decodificador de instrucciones, un generador de temporización y un controlador de operación. Sirve como el "órgano de toma de decisiones-" que emite comandos, coordina y dirige todas las operaciones del sistema informático. Los controladores comúnmente utilizados en fábricas automatizadas incluyen PLC y computadoras de control industrial.
El controlador lógico programable (PLC) utiliza un tipo de memoria programable para almacenar programas internamente, ejecutar instrucciones orientadas al usuario, como operaciones lógicas, control secuencial, temporización, conteo y operaciones aritméticas, y controlar varios tipos de maquinaria o procesos de producción a través de entrada/salida digital o analógica.
Las computadoras personales industriales (IPC) son un tipo de computadora de control industrial que utiliza una estructura de bus para detectar y controlar procesos de producción, equipos electromecánicos y maquinaria de proceso. Los IPC poseen atributos y características importantes de la computadora, como una CPU, un disco duro, memoria, periféricos e interfaces, así como un sistema operativo, redes y protocolos de control, capacidades computacionales y una interfaz-humano-máquina fácil de usar. Los productos y tecnologías de la industria del control industrial están altamente especializados, se clasifican como productos intermedios y proporcionan computadoras industriales confiables, integradas e inteligentes para otras industrias.
II. Robots-Los ejecutores confiables de las fábricas automatizadas
Un robot es un dispositivo mecánico automatizado que realiza tareas. Puede seguir órdenes humanas, ejecutar secuencias pre-programadas o actuar según principios establecidos por la tecnología de inteligencia artificial. Su función principal es ayudar o reemplazar la mano de obra humana en tareas como manufactura, construcción u operaciones peligrosas. Los robots suelen constar de mecanismos ejecutivos, sistemas de accionamiento, dispositivos sensores, sistemas de control y componentes mecánicos complejos.
III. Servomotores - Los músculos de potencia de las fábricas automatizadas
Un servomotor es un motor que controla el funcionamiento de los componentes mecánicos en un servosistema, sirviendo como motor auxiliar para la regulación indirecta de la velocidad. Los servomotores permiten un control preciso de la velocidad y la precisión de la posición, convirtiendo señales de voltaje en torque y velocidad para impulsar el objeto controlado. La velocidad de rotación del rotor del servomotor está controlada por la señal de entrada y puede responder rápidamente. En los sistemas de control automático, sirve como actuador y tiene características como una constante de tiempo electromecánica pequeña, alta linealidad y bajo voltaje de arranque. Puede convertir las señales eléctricas recibidas en desplazamiento angular o salida de velocidad angular en el eje del motor. Se dividen en dos categorías principales: servomotores de CC y CA. Su característica principal es que no exhiben auto-rotación cuando el voltaje de la señal es cero y su velocidad disminuye uniformemente a medida que aumenta el par.
Un servosistema (servomecanismo) es un sistema de control automático que permite que las variables controladas de salida, como la posición, la orientación y el estado de un objeto, sigan cualquier cambio en el objetivo de entrada (o valor establecido). Los servos dependen principalmente de pulsos para su posicionamiento. Básicamente, cuando un servomotor recibe un pulso, gira en el ángulo correspondiente a ese pulso, logrando así el desplazamiento. Dado que el servomotor tiene la capacidad de generar pulsos, emite una cantidad correspondiente de pulsos por cada ángulo que gira. Esto crea un circuito de retroalimentación, o sistema de circuito cerrado-, con los pulsos recibidos por el servomotor. De esta forma, el sistema sabe cuántos pulsos ha enviado al servomotor y cuántos pulsos ha recibido, permitiendo un control preciso de la rotación del motor y consiguiendo un posicionamiento preciso con una precisión de 0,001 mm.
Los servomotores de CC se dividen en motores con y sin escobillas. Los motores con escobillas son de bajo costo-, tienen una estructura simple, un alto par de arranque, un amplio rango de velocidades y son fáciles de controlar. Sin embargo, requieren mantenimiento, lo cual es inconveniente (reemplazo de escobillas de carbón), generan interferencias electromagnéticas y tienen requisitos ambientales. Por lo tanto, son adecuados para aplicaciones civiles e industriales generales-que tienen en cuenta los costos.
IV. Sensores - El sentido táctil de una fábrica automatizada
Un sensor (nombre en inglés: transductor/sensor) es un dispositivo de detección que puede detectar información medida y convertir la información detectada en señales eléctricas u otras formas requeridas de salida de información de acuerdo con ciertas reglas, para cumplir con los requisitos de transmisión, procesamiento, almacenamiento, visualización, registro y control de información. Es el componente principal para lograr la detección y el control automáticos.
En la producción industrial moderna, especialmente en los procesos de producción automatizados, se utilizan varios sensores para monitorear y controlar los parámetros durante todo el proceso de producción, asegurando que los equipos funcionen en condiciones normales u óptimas y que los productos alcancen la más alta calidad. Por lo tanto, se puede decir que sin una amplia gama de sensores de alta-calidad, la producción moderna perdería su base.