¿Cómo funciona un sistema de automatización industrial?

 

Cómo funciona la Automatización Industrial

La estructura de un sistema de automatización industrial sirve para explicar los diferentes niveles de su funcionamiento. Hay varias maneras de describir los niveles de un proceso de automatización industrial, pero la más simple de todas y la más común para que se entienda es el siguiente triángulo jerárquico de representación de tres niveles de un sistema de automatización industrial típico.

Niveles del proceso de automatización industrial

A continuación describiré el triángulo jerárquico de representación de los tres niveles de una aplicación de automatización industrial típica.

Nivel supervisor

El nivel de supervisor consiste en un ordenador o computadora industrial, tipo PC de sobremesa, Panel de Control, según las necesidades de la empresa. Este ordenador central  utiliza un sistema operativo estándar con un software especial, normalmente proporcionado por el proveedor para el control de procesos industriales.

El objetivo principal del software es la visualización y parametrización del proceso. Para la comunicación se utiliza el protocolo Ethernet Industrial, que puede ser Gigabit LAN o cualquier topología inalámbrica (WLAN).

Nivel de control

El Nivel de control es el nivel medio de la jerarquía y es el nivel donde se ejecutan todos los programas relacionados con la automatización. Para este propósito, generalmente se utilizan controladores lógicos programables o PLCs, que proporcionan capacidad de computación en tiempo real.

Los PLCs normalmente se implementan utilizando microcontroladores de 16 ó 32 bits y se ejecutan en un sistema operativo propio para cumplir con los requisitos en tiempo real. Los PLCs también pueden ser interconectados con varios dispositivos de E/S y pueden comunicarse a través de varios protocolos de comunicación industrial.

Nivel de campo

Los equipos terminales de datos como sensores y actuadores son los que forman el nivel de campo. Los sensores como temperatura, óptica, presión, etc. y actuadores como motores, válvulas, interruptores, etc. están conectados a un PLC a través de un bus de campo y la comunicación entre un dispositivo de nivel de campo y su correspondiente PLC está basado normalmente en una conexión punto a punto.

Tanto las redes alámbricas como las inalámbricas se utilizan para la comunicación y, al utilizar esta comunicación, el PLC también puede diagnosticar y parametrizar varios componentes.

Además, de estos tres niveles jerárquicos, un sistema de automatización de procesos industriales también requiere de dos sistemas principales como la fuente de alimentación industrial y los protocolos de seguridad y protección

Los requisitos de potencia de diferentes sistemas en diferentes niveles de la jerarquía pueden ser  extremadamente diferentes. Por ejemplo, los PLCs normalmente funcionan con 24V DC, mientras que los motores pesados funcionan con corriente alterna monofásica o trifásica.

Por lo tanto, se requiere una amplia gama de fuentes de alimentación de entrada adecuadas para un funcionamiento sin problemas. Además, debe haber seguridad para el software que se utiliza para controlar los PLCs, ya que puede modificarse o se hackeado con fácilidad.

Considerando todos los niveles mencionados y sus componentes correspondientes, un Sistema de Automatización Industrial Básico tendrá la siguiente estructura: