SISTEMAS DE CONTROL EN PROCESOS INDUSTRIALES ============================================ .. _sistControlProcesos: 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. .. figure:: images/PlantaControladorActuadorRetroalimentacion.png :alt: Sistema de control lazo cerrado :align: center 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. .. figure:: images/ControlPID.png :alt: Controlador PID :align: center 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**. .. figure:: images/LengProgPLC.jpeg :alt: Lenguajes de programación de PLCs :align: center 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.