La automatización industrial (automatización: del griego antiguo auto, ‘guiado por uno mismo’) es el uso de sistemas o elementos computarizados, electromecánicos, electroneumáticos y electrohidráulicos para fines industriales. Como una disciplina de la ingeniería más amplia que un sistema de control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.
Automatización La automatización se sirve de tecnología, sistemas de accionamiento motorizados y robots, para reemplazar manuales por procesos automáticos o semiautomáticos. La automatización industrial permite el ahorro de tiempo, recursos y la disminución de costes derivados del fallo humano en procesos industriales.
Ahora bien, ¿físicamente cómo se ve un sistema automatizado? La respuesta que se nos viene a la mente a la mayoría son brazos robóticos de ensamblaje y cosas demasiado sofisticadas, pero en verdad puede ser cualquier cosa que se imagine con algunos de los elementos dichos, un claro ejemplo puede ser que una puerta se cierre automáticamente de la forma que se desee, si se hace de forma neumática sería necesario un compresor, un pistón acoplado a la puerta y algo que accione dicho pistón, y si fuese eléctrico con motores e interruptores. Otro ejemplo básico es un elevador.
En la industria como en cualquier caso en que se necesite automatizar no solo es necesario que la máquina o lo que fuere cumpla con su rol, sino también que sea seguro y preciso; un brazo robótico de ensamblaje tiene que tener una gran precisión; un elevador tiene que ser seguro, por ejemplo si alguien está ingresando al elevador no tiene que moverse si una persona llamase el elevador en otro piso.
¿Para qué alguien querría un sistema semiautomatizado? Es cómodo que algún aparato haga las cosas sin que haya que estar presentes para ejecutarlo, pero a veces es importante tener algún tipo de control sobre lo que hace una máquina; así, en un tren subterráneo se puede hacer que acelere y frene en las paradas, pero si alguien por algún motivo termina entre las vías al sistema automatizado no le interesará, ya que no está diseñado para ello, y ahí es donde el maquinista puede actuar.
Tipos de automatización industrial Tras hacer un repaso de la historia y la definición de la automatización industrial, repasaremos los tipos de sistemas a través de los cuales conseguir la automatización industrial:
Sistema de automatización fija Utilizado en los casos en los que el proceso de fabricación que vaya a desempeñar este sistema sea largo y sea específico. Con estos sistemas es muy difícil facilitar las modificaciones en el diseño del producto.
Sistema de automatización programable Se utiliza cuando es necesaria una reprogramación del sistema pasado un tiempo. Mayoritariamente usado en la fabricación de lotes con diferentes especificaciones y características.
Sistema de automatización flexible Versión mejorada de la automatización programable. El cambio de patrones se produce de una manera sencilla y rápida y se pueden fabricar mezclas de diferentes productos sin perder mucho tiempo.
Sistema de automatización integrada Conjunto de máquinas, procesos y datos totalmente independientes que trabajan de manera sincronizada bajo un único sistema de control. Es el máximo a lo que aspira un proceso de automatización industrial.
A través de uno de estos sistemas conseguiremos alcanzar los objetivos de la automatización industrial.
Antecedentes históricos Prehistoria Las primeras máquinas simples sustituían una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un objeto pesado con un sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron capaces de sustituir la energía humana o animal por formas naturales de energía renovable, tales como el viento, las mareas, o un flujo de agua.
Todavía después, algunas formas de automatización fueron controlados por mecanismos de relojería o dispositivos similares utilizando algunas formas de fuentes de poder artificiales —algún resorte, un flujo canalizado de agua o vapor para producir acciones simples y repetitivas, tal como figuras en movimiento, creación de música, o juegos—. Dichos primeros dispositivos caracterizaban a figuras humanas, fueron conocidos como autómatas y datan posiblemente del año 300 a. C.
En 1801, la patente de un telar automático utilizando tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revolucionó la Industria textil.
La parte más visible de la automatización actual puede ser la robótica industrial. Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad más estrecho, mayor eficiencia, integración con sistemas empresariales, incremento de productividad, y reducción de trabajo humano. Algunas desventajas son requerimientos de un gran capital, decremento severo en la flexibilidad, y un incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación. Por ejemplo, Japón ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales cuando encontraron que eran incapaces de adaptarse a los cambios dramáticos de los requerimientos de producción, no siendo posible justificar sus altos costos iniciales
Ya en el comenzó a desarrollarse una diferenciación entre la primera revolución industrial, cuyo núcleo estaba centrado en la mecanización (máquina de vapor, telar mecánico) y se inició a fines del , y lo que se llamó recientemente la Segunda Revolución Industrial (en la segunda mitad del ) que se centraba en torno a la automatización de la industria.Mecanización y automatización de la industria en: The Man Made World. New York: Engineering Concepts Curriculum Project - Polytechnic Institute of Brooklyn, 1970, p. 301; on Public Domain since Dec 1977. En inglés.
La automatización había existido por muchos años en una escala pequeña, y para mediados del aún utilizaba mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de manufactura. El concepto solamente llegó a ser realmente práctico con la adición (y evolución) de las computadoras digitales, cuya flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales con la combinación requerida de velocidad, poder de cómputo, precio y tamaño, como para ser aplicadas en la industria, empezaron a aparecer en la década de los años 1960. Antes de ese tiempo, las computadoras industriales eran exclusivamente computadoras analógicas y computadoras híbridas. Desde entonces las computadoras digitales tomaron el control de la mayoría de las tareas simples, repetitivas, tareas semiespecializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la producción e inspección de alimentos. Como un famoso dicho anónimo dice, "para muchas y muy cambiantes tareas, es difícil reemplazar a los seres humanos, quienes son fácilmente vueltos a entrenar dentro de un amplio rango de tareas, más aún, son producidos a bajo costo por personal sin entrenamiento".
La automatización y el cuerpo humano Existen muchos trabajos que no presentan el riesgo inmediato de la automatización. Ningún dispositivo que haya sido inventado puede competir, en la precisión y certeza en muchas tareas, contra el ojo humano; tampoco contra el oído humano. Cualquier persona puede identificar y distinguir mayor cantidad de esencias que cualquier dispositivo automático. Las habilidades para el patrón de reconocimiento humano, reconocimiento de lenguaje y producción de lenguaje se encuentran más allá de cualquier expectativa de los ingenieros de automatización.
Tecnologías que componen la automatización industrial Electricidad industrial La electricidad industrial se refiere a la generación, distribución y uso de energía eléctrica en entornos industriales y comerciales. Involucra una serie de procesos, equipos y sistemas diseñados para satisfacer las necesidades de energía eléctrica en instalaciones industriales, plantas manufactureras, fábricas, almacenes y otros entornos similares. Esta energía se utiliza para alimentar maquinaria, equipos de iluminación, sistemas de climatización, sistemas de control y automatización, entre otros.
La electricidad industrial puede ser de baja, media o alta tensión, dependiendo de los requisitos específicos de la instalación y de las demandas de energía. Los sistemas eléctricos industriales suelen estar diseñados para ser robustos y confiables, ya que las interrupciones en el suministro eléctrico pueden tener un impacto significativo en la productividad y la eficiencia de las operaciones industriales.
Fuentes: https://www.cursosaula21.com/que-hace-un-tecnico-electricista-industrial/ https://www.idat.edu.pe/blog/que-hace-un-profesional-en-electricidad-industrial
Neumática industrial La neumática industrial es una rama de la ingeniería que se enfoca en el uso y control del aire comprimido para la automatización de procesos industriales. Utiliza la presión del aire para crear movimiento y controlar diversos mecanismos y sistemas en entornos industriales. La neumática industrial es especialmente útil en situaciones en las que se requiere fuerza y movimiento lineal o rotativo.
En la neumática industrial, se utilizan componentes como compresores de aire para generar aire comprimido, cilindros neumáticos para crear movimiento lineal, motores y actuadores neumáticos para generar movimiento rotativo, válvulas neumáticas para controlar el flujo de aire y otros elementos como filtros y reguladores para garantizar un funcionamiento eficiente del sistema.
Los sistemas neumáticos son conocidos por su simplicidad, velocidad y capacidad de respuesta en comparación con otros sistemas de automatización. Son ampliamente utilizados en la industria manufacturera y en diversas aplicaciones, como la manipulación de materiales, la automatización de líneas de producción, el control de maquinaria, la robótica industrial y más.
Es importante tener en cuenta que la neumática está relacionada con el uso del aire comprimido, mientras que la hidráulica involucra el uso de líquidos, generalmente aceite, para lograr el control y la automatización en sistemas industriales.
Fuentes: https://acpautomatismos.com/que-es-la-neumatica-industrial/ https://hntools.es/ayuda-y-consejos/neumatica/ https://todoparalaindustria.com/blog/que-es-la-neumatica/
Oleohidráulica industrial La oleohidráulica industrial, también conocida como hidráulica industrial, es una rama de la ingeniería que se ocupa del uso y control de fluidos, generalmente aceites, para transmitir energía y realizar trabajo en sistemas y maquinaria industriales. A diferencia de la neumática, que utiliza aire comprimido, la oleohidráulica se basa en la incompresibilidad de los líquidos para transmitir fuerza y movimiento de manera eficiente.
En la oleohidráulica industrial, se utilizan componentes como bombas hidráulicas para generar flujo de líquido, cilindros hidráulicos para crear movimiento lineal, motores hidráulicos para generar movimiento rotativo, válvulas hidráulicas para controlar el flujo y la dirección del fluido, y otros elementos como acumuladores y filtros para optimizar el funcionamiento del sistema.
La principal ventaja de la oleohidráulica es su capacidad para manejar cargas pesadas y transmitir fuerza en distancias considerables con precisión y control. Es ampliamente utilizada en una variedad de aplicaciones industriales, como prensas, grúas, máquinas de construcción, maquinaria agrícola, sistemas de elevación y muchas otras áreas donde se requiere una alta potencia y control preciso.
Al igual que en la neumática, es importante resaltar que la oleohidráulica se basa en la transmisión de energía a través de fluidos, pero en este caso se utiliza aceite u otros líquidos hidráulicos en lugar de aire comprimido.
Fuentes: