Manteniment d'Automatismes Industrials: Avaries, Robots, Actuadors i Sistemes SCADA

Manteniment d'automatismes:

Avaries:

1. Ambient físic i mecànic: Els 4 paràmetres que caracteritzen l'ambient són les vibracions, els xocs, la humitat i la temperatura. Una humitat elevada, més del 80%, provoca condensacions i accelera la corrosió, i una humitat inferior al 35% afavoreix la creació de potencials electrostàtics.
2. Pol·lució química: Les partícules s'apliquen a factors particularment destructius com els gasos corrosius (Cl2, H2S, SO2), els factors hidrocarburs, la pols metàl·lica o mineral. Les corrosions degraden els contactes i els microcircuits.
3. Pertorbacions elèctriques: Són les f.e.m. termoelèctriques d'alguns mil·livolts, els potencials voltaics d'unió creats pels contactes entre metalls químicament diferents, els paràsits d'origen electrostàtic i les interferències electromagnètiques resultants d'acoblaments inductius o capacitius.

Manteniment integrat automàtic:

a- Supervisió de les alimentacions internes, b- control de la durada del programa per Watchdog, c- hi ha alguna avaria en la gestió de memòries o del sistema microprocessador, d- el programa té un bucle llarg? Cal considerar el temps de refresc de les entrades i sortides o temps d'execució, e- durada de l'últim cicle de programa, f- comprovació del programa, g- doble lectura de les informacions del bus, h- comprovació de les targetes d'entrades i sortides, i- comprovació de fuses, j- estat de la bateria, k- diagnòstic d'errors de programa, l- gestió d'errors.

Possibilitat d'ajudes a la identificació i correcció: possibilitat de treure i posar les targetes en tensió, possibilitat de modificar el programa en RUN, autonomia de les targetes intel·ligents.

Determinar causa d'avaria: Serà necessari determinar quin element és el que no funciona correctament; per fer-ho cal tenir-ho al gràfic fet.

Seguretat davant efectes i avaries: És habitual que una o més parts de la màquina quedin sense alimentar o es perdi la informació de comptadors. La pèrdua de tensió d'un element ha de portar a una situació estable i segura. El trencament o desconnexió d'un cable corresponent a un actuador ha de provocar la seva parada de forma segura. Tots els moviments han d'estar autolimitats i totes les funcions controlades de forma analògica o numèrica han de complementar-se amb detectors binaris per garantir un límit de seguretat. A dispositius que no es poden activar simultàniament cal impossibilitar físicament aquesta simultaneïtat, a part del fet que probablement el programa ja realitza aquesta funció.

Control de funcionament i diagnòstic dins el programa: Es poden detectar diverses avaries i funcionaments anòmals. Quan els elements es mouen en dues direccions amb dos finals de recorregut fixos, és convenient tenir en compte el sentit contrari. Quan els elements es mouen en dues direccions amb punts d'entrada variables, és convenient tenir en compte que cadascun dels detectors ha d'actuar activant a continuació el seu precedent.

Robot industrial: Màquina de manipulació automàtica reprogramable i multifuncional amb tres o més eixos que poden posicionar i orientar matèries, peces, eines o dispositius especials de treballs diversos en diferents etapes de la producció industrial.

Està format per: estructura mecànica, transmissions, sistema d'accionament, sistema sensorial, sistema de control, elements terminals.

Sistema d'accionament: Generen el moviment dels elements del robot segons les ordres donades per la unitat de control.

Actuadors pneumàtics, tipus: Cilindres pneumàtics, de motors pneumàtics: d'aletes rotatius, de pistons axials.

Actuadors hidràulics: S'utilitzen olis minerals a pressió. TIPUS: cilindre, aletes, pistons. Avantatges: obté una major precisió que en els pneumàtics, és més fàcil fer un control continu, permeten desenvolupar elevades forces, presenten estabilitat enfront de càrregues estàtiques, són lubricants. DESAVANTATGES: les elevades pressions propicien fuites d'oli, necessiten instal·lacions més complicades que els pneumàtics i elèctrics.

Actuadors elèctrics: MCC: Inductor: situat a l'estator, és l'encarregat de crear un camp magnètic. Induït: situat al rotor, fa girar al mateix degut a la corrent que circula per ell. TIPUS: controlat per induït, controlat per excitació.

Motor pas a pas: De imants permanents, de reluctància variable, híbrids. Avantatges: funcionament simple i exacte, poden girar de forma contínua i velocitat variable, lleugers, fiables i fàcils de controlar. Inconvenient: el funcionament a baixes revolucions no és suau, sobreescalfament a velocitats elevades, potència nominal baixa.

Motor CA: No tenen escombretes, usen convertidors estàtics que permeten variar la freqüència, empren microelectrònica que permet gran capacitat de control.

Servomotors: servomecanisme similar a un motor de CC que té la capacitat de situar-se a qualsevol posició dins del seu rang d'operació. Són els més utilitzats a la indústria, que són els motors sense escombretes de tipus Brushless.

Sistema sensorial: Sensors interns, sensors de posició.

Elements d'instal·lació automatitzada: Màquines, accionadors, accionador elèctric, acc. pneumàtic, acc. hidràulic, pre-accionadors, captadors, interfície home-màquina, element de commutament, part de comandament, part operativa.

Sistema de comunicació industrial: és el resultat directe de l'aplicació del concepte CIM en el procés de producció, disseny i gestió d'un procés industrial.

Tipus de comunicacions: Nivell 0: màquines/subprocessos, Nivell 1: controladors, Nivell 2: supervisió, Nivell 3: planificació, Nivell 4: gestió empresarial.

Bus de camp: Sistema de transmissió d'informació que simplifica la instal·lació i operació de màquines i equipaments industrials utilitzats en processos de producció.

Organismes ocupats en normalització: ISO, CCITT, IEEE.

Busos:

Bus ASi: Considerat un dels sistemes de comunicació més senzills i amb menys prestacions.

PROFIBUS: Xarxa estandarditzada que s'adapta a les condicions de les aplicacions de l'automatització industrial, que s'utilitza per connectar dispositius remots a un dispositiu de control de processos.

Ethernet: Sistema d'interconnexió entre ordinadors desenvolupat per Xerox Network System.

PROFINET: És l'estàndard obert d'Ethernet industrial de l'Associació Internacional de PROFIBUS.

SCADA: Aplicació software especialment dissenyada per funcionar en ordinadors en el control de la producció. Serveix per supervisar i el seu objectiu és mesurar amb finalitat de corregir.

Per desenvolupar un sistema SCADA és necessari un IDE, que cal dissenyar: l'aspecte que tindrà el SCADA, les funcions i esdeveniments que ha d'executar quan interactua amb la seva interfície HMI, les operacions i càlculs que ha de realitzar amb les dades adquirides.