SISTEMAS DE CONTROL EN PROCESOS INDUSTRIALES
Este módulo se centra en el sistema de control automático, considerado como el núcleo que rige los procesos de automatización industrial. En él se integran los conocimientos adquiridos en unidades anteriores, constituyendo un punto de inflexión hacia la comprensión y aplicación de la automatización en su sentido pleno.
Se aborda de manera sistemática la teoría y la práctica de los sistemas de lazo cerrado, con especial atención al control proporcional–integral–derivativo (PID), ampliamente utilizado en la industria por su versatilidad y eficacia. Asimismo, se profundiza en el estudio de los Controladores Lógicos Programables (PLC), reconocidos como el estándar predominante en el ámbito industrial contemporáneo.
La metodología empleada combina el uso de entornos de simulación especializados, como **MATLAB, con la programación estructurada en diversos lenguajes de aplicación industrial (Ladder, SFC y Texto Estructurado). Paralelamente, se enfatiza el trabajo práctico sobre equipos de marcas de referencia internacional, tales como Siemens y Schneider.
El módulo proporciona al participante las competencias necesarias para el diseño, la programación, la implementación y el diagnóstico de sistemas de control automáticos, garantizando la adquisición de habilidades orientadas a la resolución de problemas reales en entornos productivos, con un enfoque en la eficiencia, la seguridad y la confiabilidad operacional.
Fundamentos de Sistemas de Control
El control automático es la base de la automatización moderna, garantizando la estabilidad y eficiencia de los procesos industriales.
Conceptos fundamentales de sistemas de control.
Sistema de control lazo cerrado. Fuente: Universidad Don Bosco, electrónica ingeniería. Sistemas de control automático.
Teoría aplicada de control PID y su importancia en la industria.
Controlador PID. Fuente: Veto. Controladores PID y las acciones que ejecutan.
Autotuning en controladores para optimizar el rendimiento.
Uso de MATLAB/Simulink para el diseño de controladores PID.
Estudio de casos y proyectos industriales aplicando técnicas de control.
Modelado y simulación de procesos industriales.
Controladores Lógicos Programables (PLC)
Los PLC son la herramienta central en la automatización de procesos industriales.
Principios de lógica cableada.
Teoría básica de los PLCs.
Tipos de salidas y funcionamiento interno.
Conceptos introductorios de programación.
Lenguajes de programación: Ladder, SFC, Texto Estructurado, Diagramas de Bloque.
Lenguajes de programación de PLCs. Fuente: Leopoldo Ferrer, post. Programación de PLCs con IEC 61131-3.
Programación y Simulación de PLCs
El aprendizaje práctico de los PLCs se refuerza con el uso de equipos Siemens y Schneider en entornos simulados y de laboratorio.
Demostración de uso con kits de entrenamiento:
Crear un nuevo proyecto y configurar la CPU.
Crear y usar etiquetas PLC.
Primer programa y simulación.
Configuración de dispositivos, redes y módulos de E/S.
Archivar y recuperar proyectos.
Configuración de hardware.
Demostración de uso con tablero de entrenamiento (descripción y encendido).
Comunicación PLC vía Ethernet y conexión en línea.
Descargar y cargar programas al/desde el PLC.
Cableado Source vs Sink (PNP vs NPN) con demostración práctica.
Diagnóstico y solución de problemas.
Programación en lógica de escalera.
Instrucciones de lógica bit (NO/NC/Bobina) + enclavamiento.
Instrucciones SET / RESET.
Instrucciones de flanco ascendente y descendente (con sensores si es posible).
Temporizadores (TP / TON / TOFF / TONR) con ejemplos prácticos.
Contadores (CTU / CTD / CTUD) con ejercicios.
Uso de comparadores.
Instrucciones matemáticas y operaciones de conversión.
Programación analógica: escalado con Norm_X y Scale_X.
Implementación de un control PID completo en ejercicio de nivel de tanque.
Diagnóstico y Recuperación ante Errores
El diagnóstico oportuno evita paradas innecesarias y garantiza continuidad en la operación.
Errores más comunes en PLCs Siemens y Schneider.
Técnicas de troubleshooting y recuperación de programas.
Precauciones y buenas prácticas en programación.
Estudios de casos con ejemplos reales.
Instalación, Cableado y Especificaciones de PLCs
El montaje correcto es esencial para el buen funcionamiento de un sistema de control.
Especificaciones técnicas a considerar en la instalación de PLCs.
Cableado adecuado y buenas prácticas.
Montaje de proyectos de automatización con PLCs.
Estudio de casos de implementación en la industria.