Los sistemas de control de automatización industrial son una parte indispensable de la producción industrial moderna. Utilizan varios sensores, actuadores, controladores y otros dispositivos para lograr monitoreo en tiempo real-, control automático y gestión optimizada de los procesos de producción. Con el avance continuo de la tecnología, los tipos de sistemas de control de automatización industrial se han vuelto cada vez más diversos y sofisticados. Este artículo proporcionará una descripción detallada de varios tipos principales de sistemas de control de automatización industrial, incluidos sistemas de control centralizado, sistemas de control distribuido, sistemas de control de bus de campo, sistemas de control Ethernet industrial, sistemas de control de controladores lógicos programables (PLC) y sistemas de fabricación integrados por computadora (CIMS).
1. Sistemas de control centralizados
Un sistema de control centralizado es un sistema de control que concentra todos los dispositivos de control dentro de una única sala de control. La principal ventaja de este sistema es su facilidad de gestión y mantenimiento, ya que permite el procesamiento centralizado de diversas señales y datos de control. Un sistema de control centralizado normalmente consta de los siguientes componentes:
1.1 Controlador:El controlador es el núcleo del sistema de control centralizado, responsable de recibir señales de sensores, procesar datos, tomar decisiones y luego enviar instrucciones de control a los actuadores.
1.2 Estación del Operador:La estación del operador sirve como interfaz entre los operadores y el sistema de control, que generalmente incluye dispositivos como pantallas, teclados y ratones. Los operadores pueden monitorear los procesos de producción, ajustar los parámetros de control y ver información de alarmas a través de la estación del operador.
1.3 Sensores y Actuadores:Los sensores son responsables de recopilar diversas cantidades físicas durante el proceso de producción, como temperatura, presión y flujo, y de convertir estas señales en señales eléctricas que se enviarán al controlador. Los actuadores, a su vez, ajustan el proceso de producción de acuerdo con las instrucciones del controlador, como abrir o cerrar válvulas y regular la velocidad del motor.
1.4 Red de comunicación de datos:La red de comunicación de datos sirve como enlace que conecta controladores, estaciones de operador, sensores y actuadores, responsables de transmitir diversas señales y datos de control.
2. Sistema de control distribuido
Un sistema de control distribuido es un sistema de control que distribuye dispositivos de control en varias etapas de producción. Las principales ventajas de este sistema son la confiabilidad y flexibilidad mejoradas del sistema, lo que permite un control personalizado adaptado a las diferentes etapas de producción. Un sistema de control distribuido normalmente consta de los siguientes componentes:
2.1 Nodos de Control:Los nodos de control son las unidades básicas de un sistema de control distribuido, responsables de procesar las tareas de control en sus respectivos nodos. Cada nodo de control normalmente incluye un microprocesador, interfaces de entrada/salida e interfaces de comunicación.
2.2 Redes de Comunicación:Las redes de comunicación sirven como enlace que conecta los nodos de control, responsables de transmitir señales y datos de control. Las redes de comunicación comunes incluyen bus de campo y Ethernet industrial.
2.3 Dispositivos de interfaz hombre-máquina:Los dispositivos de interfaz hombre-máquina sirven como interfaz entre los operadores y el sistema de control, y pueden incluir pantallas táctiles, teclados, ratones, etc.
2.4 Base de datos y servidor:La base de datos y el servidor se utilizan para almacenar y gestionar diversos datos del proceso de producción, como el estado del equipo, datos de producción, información de alarmas, etc.
3. Sistema de control de bus de campo
Un sistema de control de bus de campo es un sistema de control distribuido basado en tecnología de bus de campo. Un bus de campo es una red de comunicación utilizada para conectar dispositivos de campo (como sensores, actuadores, nodos de control, etc.), que presenta un alto rendimiento, confiabilidad y rentabilidad en tiempo real-y rentabilidad-. Las tecnologías de bus de campo comunes incluyen Profibus, Modbus y CAN.
3.1 Dispositivos de campo:Los dispositivos de campo son las unidades básicas de un sistema de control de bus de campo, incluidos sensores, actuadores y nodos de control.
3.2 Interfaz de bus de campo:Una interfaz de bus de campo es un dispositivo que conecta dispositivos de campo al bus de campo, responsable de convertir las señales de los dispositivos de campo en señales de bus de campo.
3.3 Red de bus de campo:Una red de bus de campo es una red de comunicación que conecta varios dispositivos de campo, responsables de transmitir señales y datos de control.
3.4 Controladores y estaciones de operador:Los controladores y las estaciones de operador son similares a los sistemas de control distribuido, responsables de procesar las tareas de control y la interacción hombre-máquina.
4. Sistema de control de Ethernet industrial
Un sistema de control Ethernet industrial es un sistema de control distribuido basado en tecnología Ethernet. Ethernet es una tecnología de comunicación ampliamente utilizada en redes informáticas, caracterizada por altas velocidades de transmisión, gran ancho de banda y buena compatibilidad. Un sistema de control Ethernet industrial normalmente consta de los siguientes componentes:
4.1 Dispositivos Ethernet industriales:Los dispositivos Ethernet industriales incluyen conmutadores Ethernet industriales, adaptadores Ethernet industriales e interfaces Ethernet industriales.
4.2 Nodos de control y dispositivos de campo:Los nodos de control y los dispositivos de campo son similares a los de un sistema de control distribuido, responsables de procesar las tareas de control y recopilar datos de producción.
4.3 Red de comunicación Ethernet:La red de comunicación Ethernet es la red de comunicación que conecta todos los nodos de control y dispositivos de campo, responsable de transmitir señales y datos de control.
4.4 Controladores y estaciones de operador:Los controladores y las estaciones de operador son similares a los sistemas de control distribuido, responsables de procesar las tareas de control y la interacción hombre-máquina.
5. Sistema de control del controlador lógico programable (PLC)
Un controlador lógico programable (PLC) es una computadora diseñada específicamente para aplicaciones de control industrial. Los PLC presentan programación flexible, alta confiabilidad y facilidad de expansión, y se usan ampliamente en diversos sistemas de control de automatización industrial. Un sistema de control PLC normalmente consta de los siguientes componentes:
5.1 PLC:El PLC es el núcleo del sistema de control PLC, responsable de recibir señales de sensores, procesar datos, tomar decisiones y luego enviar comandos de control a los actuadores.
5.2 Módulos de Entrada/Salida:Los módulos de entrada/salida son dispositivos que conectan el PLC a dispositivos de campo, responsables de convertir las señales de los sensores en señales reconocibles por el PLC, o de convertir los comandos de control del PLC en señales reconocibles por los actuadores.