UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

E.P. INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

ARTICULO SECADA

LA PIRÁMIDE DE LA AUTOMATIZACIÓN (CIM)

Chuquillanqui Tovar Royer

Automatización Industrial

UPLA – FI EP Ingeniería Industrial

g04891a@gmail.com

La denominada Pirámide de la automatización, CIM (Computer Integrated Manufacturing), intenta resumir, de forma gráfica, la estructuración de los sistemas de comunicación en un entorno productivo. 

Se divide en niveles, de acuerdo al tráfico y tipo de información que se intercambia:

                         Fig. 5.22 Pirámide CIM

Nivel de gestión

Procesa tareas de tipo corporativo que implican, generalmente, grandes cantidades de información (administración). Se puede acceder a todos los puntos de la red para, por ejemplo, recoger datos de proceso y transmitir nuevas consignas de producción. Puede haber cientos de puestos de trabajo (estaciones). Los equipos que aparecen aquí son Ordenadores personales (PC), mini computadores y grandes equipos informáticos. Desde aquí se accede al exterior mediante redes de área amplia (WAN).

Nivel de célula

Procesa las tareas de automatización. Aquí aparecen los Autómatas, PC’s y equipos de visualización. La transferencia de información es considerable, aumentando el tamaño de los paquetes de información y el tiempo de tránsito necesario para la transmisión de éstos. Ya no es tan importante la rapidez, prima más la seguridad del envío.

Nivel de campo

Realiza la unión entre las instalaciones y los equipos que las controlan. Permite la comunicación entre los equipos de control de maquinaria y los equipos del nivel de célula.

La periferia distribuida en planta, compuesta por módulos de Entradas / Salidas, medidores, sistemas de control de velocidad, válvulas o pantallas de Operador, hace servir técnicas de transmisión muy eficientes, capaces de trabajar en tiempo real, haciendo servir comunicaciones cíclicas o acíclicas.

Nivel Actuador/Sensor

En cualquier aplicación automatizada tenemos multitud de elementos que requieren uno o algunos bits de información (de entrada, o salida) para trabajar (pulsadores, selectores, sensores, pilotos). Esta característica es la que define el nivel “sensor-actuador” (pocos bits) dentro de un sistema automatizado.

 

El nivel “sensor-actuador” es el peldaño más bajo dentro de la jerarquía de los sistemas automatizados. Trabaja con poca información y su gestión es relativamente sencilla.

Se transmiten cantidades reducidas de información (pocos bits).

Las interfases utilizan técnicas de instalación sencillas y de bajo coste, haciendo servir el mismo medio para alimentar a los elementos de campo y para transmitir la información mediante comunicaciones cíclicas.

Es posible utilizar sistemas de bus existentes, pero el coste de material y puesta en marcha sería excesivo, trabajaríamos con recursos sobredimensionados y poco eficientes:

 

Ø  Sistema de transmisión inadecuado o de coste elevado (cables de fibras de vidrio, apantalladas o demasiado rígidas).

Ø  Protocolos de transmisión estocásticos (aleatorios, como Ethernet), que podrían echar por tierra el concepto, necesario, de “tiempo real”, proporcionado por los sistemas determinísticos.

Ø  Electrónica sobredimensionada y, por tanto, cara.

Ø  Instalación compleja y laboriosa, que necesita operarios con experiencia.

La red que buscamos a este nivel nos debe proporcionar una relación bits transmitidos / coste, lo más ajustada posible. Esto será posible gracias a:

Ø  Un cableado sencillo y económico (dos hilos, sin apantallar).

Ø  Flexibilidad en el tendido del cableado (cualquier topología imaginable).

Ø  Comunicaciones robustas (inmune a interferencias).

Ø  Protocolo de transmisión que garantice la respuesta en “tiempo real”.

Ø  Interfaces adaptadas a cada necesidad (electrónica de bajo coste).

Ø  Conocimientos técnicos mínimos para realizar la instalación.

Ø  Protección IP, elevada (IP65 como mínimo).

Ø  Resistencia a amplios márgenes de temperatura (-25ºC a +85ºC).

Dentro de este planteamiento, da la impresión de que las distintas redes compiten entre sí por los diferentes nichos de automatización, pero el caso es que cada tipo de red tiene unas funciones específicas que la hacen más adecuada que otra para una tarea determinada. 

Las redes de bus de campo y las redes de equipos de instrumentación (el nivel más bajo en la pirámide de automatización) tienen funcionalidades diferentes:

Ø  Las redes de bus de campo (niveles superiores) incorporan la Capa de Aplicación, que permite implementar rutinas de control en el elemento situado en planta o en el controlador. Además, proporcionan seguridad intrínseca para los elementos utilizados en zonas peligrosas.

Ø  Las redes de nivel más bajo (del tipo actuador-sensor) tienen como principal característica la transmisión de pequeñas cantidades de información a gran velocidad. Utilizadas en unión de sistemas de más alto nivel (bus de campo) pueden hacerse servir para el control de tareas de automatización discretas (control de máquina).