Matlab

A utomatización de una
p lanta industrial

Gonzalo Lorenzo
Lledó
Director:
Fernando
Torres Medina

Doctorado Interuniversitario en Automática y Robótica
Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría
de la Señal

Índice
0.-Introducción

1

0.1.-Objetivos generales

1

0.2.-Estructura del proyecto

1

I. Parte de Docencia (2005-2006)

3

1.- Visión porComputador: Color

5

2.- Control Sensorial de Robots

6

3.-Manipulación Inteligente y Aplicaciones de la Robótica

7

4.-Metodologías en Investigación Científica y Tecnológica

8

5.- Robótica Cooperativa

9

6.- Robótica Inteligente

11

7.- Análisis y Reconocimiento de Patrones

12

II.- Periodo de Investigación (2006-2007)

13

1.- Aproximación al diseño de laautomatización de una planta industrial

15

1.1-Automatización Industrial

15

1.2.- Tipos de Automatización

19

1.3.- Tecnologías de Automatización

21

1.3.1.-Definición de un proceso de producción

21

1.3.2.- Sistemas de Manufactura Flexible

26

1.3.2.1.- Celdas de Trabajo

29

1.3.2.2.- Líneas de Ensamblaje

35

1.3.3-Tipos de Tecnologías de Automatización

391.3.3.1.- CAD

39

1.3.3.2.- CAM

42

1.3.3.3.- CAE

44

1.3.3.4.- CIM-CEM

46

1.3.3.5.-PLC

53

1.3.3.6.-Control Numérico

55

1.3.4.-Metodologías para transporte automatizado de material.

59

1.3.4.1.- Sistemas de Almacenamiento

59

1.3.4.2.- Sistemas de Guiado Automático

63

1.4.- Conceptos económicos de la automatización

68

1.4.1.- Just inTime

68

1.4.2.- MRP

72

1.4.3.- ERP

73

1.4.4.- Job Shop Scheduling

78

1.4.5.- Work in process

81

1.5.- Nuevas tendencias.

81

1.5.1.- Redes de Petri

82

1.5.2.- Inteligencia Artificial

85

1.5.3.- Sistemas multiagente de Decisión

89

1.6.- Conclusiones
2.- Automatización de una planta industrial genérica

91
93

2.1.- Sensores

942.2.-Actuadores

98

2.3.- PLC’S

99

2.3.1.- Futuras tendencias
2.4-Redes industriales
2.4.1.-Buses de Campo

104
105
106

2.4.1.1- Redes ASI

107

2.4.1.2.- Profibus

108

2.4.1.3.-Device Net,

113

2.4.1.4.-Compobus

117

2.4.2.-Buses orientados a dispositivos

117

2.4.2.1.-CAN BUS

118

2.4.2.2.-LONWorks

120

2.4.3.- Futuras Tendencias

124

2.5-Monitorización de sistemas/Scada

127

2.6.- Controladores Industriales

136

2.6.1.- Teoría clásica de Control

136

2.6.2.- Teoría Moderna de Control

141

2.6.3.- Futura Tendencias

144

2.7.- Conclusiones

146

3.- Particularización de automatización de una planta industrial

149

3.1.- Elementos de almacenamiento.

149

3.1.1.- Cintas transportadoras

1493.1.2.- Tolvas

155

3.1.3- Aplicación en el sistema

156

3.2.- Elementos de Control

158

3.2.1- Sistemas de PLC’S

158

3.2.2.- Pantallas Táctiles

160

3.2.3.- Controladores de Peso

163

3.2.4.- Aplicación al sistema

165

3.3.- Robots manipuladores

170

3.3.1.- Definición y clasificación de los distintos robots

170

3.3.2.- Sistemas de Manipulación

1743.4.- Hornos de pizza

181

3.4.1.- Generalidades de los hornos industriales

181

3.4.2.- Selección de hornos de pizza

183

3.5.- Conclusiones
4.- Diversas soluciones aplicables al sistema

185
189

4.1.-Metodología aplicada

189

4.2-Esquema 1

192

4.3-Esquema 2

194

4.4.-Esquema 3

196

4.5.-Esquema 4

197

4.6.-Conclusiones

199

5.- Conclusiones yprospectivas de futuro

205

III-Anexos

209

1.-Paginas web consultadas

211

2.- Análisis económico de las distintas soluciones aplicables

219

2.1- Resumen económico del esquema 2

219

2.2- Resumen económico del esquema 3

220

2.3-.Resumen económico del esquema 4

222

2.4.-Presupuestos seleccionados

225

IV-Bibliografía

229

Índice figuras

Figura...