SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL
EL CONTROL INDUSTRIAL:
La actualización y automatización de los procesos industriales
ha traído como consecuencia el desarrollo de sistemas de control
especializados utilizados en el control de procesos de plantas industriales.
Las principales aplicaciones del control a nivel industrial son:
 Plantas de Fabricación
 Industria de la Energía Eléctrica
 Industria de las Telecomunicaciones
 Industria de los Hidrocarburos
 Industrias Químicas y Petroquímicas
 Industria Metalúrgica y Siderurgica
 Sistemas de Transporte
 Sector Agroindustrial
 Industria de Procesamiento de Alimentos
 Sector Servicios Públicos y Privados
 Industria Automotriz
 Entre otros
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Niveles de un Sistema de Control Industrial
NIVEL DE
GESTIÓN
NIVEL DE
SUPERVISIÓN
NIVEL
DE
CONTROL
Ambientes de Oficina
Centros de Control
Computadores, Controladores, PLC, etc
NIVEL DE INSTRUMENTACIÓN
Medidores, Actuadores, Reles, etc
PROCESO
SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL
Instrumentación Industrial
Dispositivos de naturaleza electrónica, electromecánica, mecánica, etc. que detectan
las variables de procesos y las convierten en señales que puedan ser interpretadas por
los controladores.
También se incluyen los elementos de actuación que reciben señales de los
controladores y accionan sobre los procesos
Set Point
Controlador
Actuador
Variable Medida
Proceso
Variable de
Proceso
Medidor
Las señales en los instrumentos pueden ser analógicas o digitales.
Analógica: Presión, flujo, nivel, corriente
Voltaje, temperatura, etc.
Digital: ON-OFF, Abierto-Cerrado, EncendioApagado, Alto-Bajo, Arranque-Paro, etc.
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Instrumentación Industrial
ELEMENTOS DE ENTRADA ANALÓGICA
ELEMENTOS DE SALIDA ANALÓGICA
Sensores de Temperatura, Presión.
Actuadores eléctricos de Válvulas.
Medidores de Presión, Flujo, Temperatura,
Nivel.
Transductores de corriente o voltaje.
Transmisores de corriente o voltaje
Controladores de Motores.
ELEMENTOS DE ENTRADA DIGITAL
ELEMENTOS DE SALIDA DIGITAL
Interruptores, Termostatos, Presostatos,
Contactos de Reles, cualquier dispositivo
que suministre un contacto abierto o
cerrado.
Reles, solenoides, lámparas.
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Estrategias de Control de Presión
Control ON/OFF
Control PID
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Estrategias de Control de Flujo
Calculo de Flujo
Control
ON/OFF
AGA-3
Control PID
Control PID
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Estrategias de Control de Nivel
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Estrategias de Control de Temperatura
Control PID
Control ON/OFF
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Estrategias de Control Lógico Programable PLC
Programa Lógico
Proceso
Controlador
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EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC):
Es un controlador electrónico modular basado en microprocesadores y circuitos
digitales, con capacidad de memoria y almacenamiento de instrucciones para la
ejecución de funciones de control.
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DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN PLC :
Operación Local
PC
Sistemas de
Supervisión
Comunicaciones
Módulos
Entradas
(Analógicos,
Digitales)
CPU
Memoria
Módulos
Salidas
(Analógicos,
Digitales)
Controlador Lógica Programable
PROCESO
Pulsadores
Suiches
Sensores
Transmisores
Contactos
Instrumentación
Contactores
Solenoides
Arrancadores
Registradores
Controladores
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FUNCIONES DE PROGRAMACIÓN DE LOS PLC:
Las principales funciones de control que ejecuta un PLC
son
 Lógicas o Rele
 Secuenciales
 Temporización
 Conteo
 Aritmética
 Regulación
 PID
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DIAGRAMAS DE ESCALERA:
Son diagramas lógicos basados en elementos de entradas y salidas,
Que permiten la implementación de las funciones programables de los PLC
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FUNCIONES TIPO RELE: pueden ser de entrada o salida y se basan en
las funciones lógicas tipo Bit.
Contacto Normalmente Abierto (Interruptor Entrada)
I1
Contacto Normalmente cerrado (Interruptor Entrada)
I2
Activación de salida digital (Bobina de Rele)
Q1
S
R
Activación de la salida SET (Bobina de Rele)
Q2
Activación de la salida RESET (Bobina de Rele)
Q3
Contacto Normalmente Abierto (Asociado a Bobina)
Q1
Contacto Normalmente cerrado (Asociado a Bobina)
Q1
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FUNCIONES DE TEMPORIZACIÓN: pueden ser de entrada o salida y
se basan en las funciones tipo RELE pero se incluyen retardos de
Tiempo en la ejecución de los cambios de estado.
Temporizador (Retardo de la acción)
T1
T1.PRES
T1.ACT
Registro de Preselección (Seg, Min, Horas)
Registro Actual (Seg, Min, Horas)
Contacto Normalmente Abierto (Asociado a T1)
Q1
Contacto Normalmente cerrado (Asociado a T1)
Q1
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OTRAS FUNCIONES DE CONTROL:
Entradas Analógicas de 0-10 Voltios
Pulsadores de entrada digital
Reles Auxiliares
Contador de Eventos
Comparadores de Contadores
Comparadores de Analógicos
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POSIBLES MODOS DE OPERACIÓN DE UN PLC:
EDICIÓN: Permite la elaboración y modificación del programa del PLC.
RUN: Permite la corrida secuencial del programa en el PLC.
PAUSA: Se detiene temporalmente la ejecución del programa.
STAND BY: El programa esta listo para ser corrido en el PLC,
Una vez se han completado las ediciones.
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EJEMPLO No.1
Diseñar un programa de PLC, para controlar un tanque de un fluido industrial,
de manera que encienda la bomba 1 cuando este a un nivel x, encienda una
segunda bomba cuando este a un nivel y, donde Y>X y encienda una tercera a
un nivel Z donde Z>Y>X. Si el nivel supera un limite de alarma de alto nivel, el
sistema espera 30 segundos y apaga las tres bombas, enviando una señal a
una alarma sonora y cerrando la válvula de entrada al tanque.
EJEMPLO No.2
Diseñar un programa de PLC, en diagrama de escalera para el control de un
semáforo de tres luces (Rojo, Amarillo y Verde) de un solo sentido.
La luz roja debe encender durante 20 segundos, luego la verde durante 30
segundos, posteriormente la amarilla durante 15 segundos. El programa se
ejecuta secuencialmente en forma indefinida.
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EJEMPLO No. 3
Diseñar un programa de PLC, para controlar un tanque de un fluido
industrial, con 15 metros de altura, de manera que encienda la bomba 1
cuando el nivel este a 4 metros, encienda una segunda bomba cuando el
nivel este a 8 metros, y encienda una tercera a un nivel de 12 metros. Si el
nivel supera un limite de alarma de 13 metros, el sistema espera 30
segundos y apaga las tres bombas, enviando una señal de alarma sonora
y cerrando la válvula de entrada al tanque. El sistema debe contabilizar el
número de veces que arranca cada bomba. Cuando cualquiera de las
bombas alcance 10 arranques, se debe enviar una señal de alarma y se
reinician los contadores.
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