UNIDAD 3 Algoritmo de Control CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS TEMA 2 Control de Procesos.
Control de Procesos Por Computadora 2015min
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5 DE ENERO DE 2015
Control de Procesos por Computadora
Dr. Jaime Cid MonjarazCoordinador del rea de Transferencia de Tecnologa CUVyTT-BUAP
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
50
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Ciencia centraba toda su atencin en describir einterpretar los fenmenos naturales
La ciencia constituye un cuerpo de conocimientoscrecientes, formado por la sucesin de las ideas,reflexiones y ms todava de las experiencias y lasacciones de una gran corriente de pensadores ytrabajadores
Fuerza motriz del desarrollo de la sociedad.
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
La ciencia no se dedica exclusivamente alpensamiento, sino al pensamiento llevadocontinuamente a la prctica y renovado en la prctica.
Por esto, no se puede conocer a la ciencia separada dela tecnologa.
La fusin de la ciencia y la tcnica es un proceso cadavez ms acelerado que ha llevado a la produccinautomatizada.
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Los procesos productivos tienden a utilizar el controlautomtico para mejorar la productividad, la calidad,abaratar costos y evitar riesgos.
Un especialista en control tena que dominar la tecnologade las computadoras analgicas para los clculos.
En los sistemas de control se utilizaban las tecnologasmecnica, neumtica y electrnica de tipo analgico.
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Las computadoras digitales son unaherramientas para el anlisis y el diseode sistemas de control.
El especialista en control dispone deherramientas como Matlab, SIMULINK,Control Classic, Simnon, etc.
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
El propsito de estos apuntes es presentar losfundamentos de la teora de control que estrelacionada con el anlisis y diseo desistemas, haciendo nfasis sobre los conceptose ideas bsicas.
La computadora digital con un software paralos clculos y simulaciones de forma que se lepuedan dejar los detalles ms tediosos.
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Sistemas dinmicos pueden estudiarse en cuatro etapas:
1.- Descripcin fsica del sistema (modelado fsico).
2.- Descripcin matemtica del sistema (construccin del modelo).
3.- Anlisis de la descripcin matemtica (solucin del modelo).
4.- Sntesis de una manifestacin preferida del sistema (diseo del sistema).
C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
Fundamentos
La teora de control convencional o clsica es aplicable solamentea sistemas lineales e invariantes en el tiempo, de una sola entraday de una sola salida.
La teora de control moderna es aplicable con mltiplesentradas y mltiples salidas, lineales o no lineales, variante oinvariantes con el tiempo.
La teora de control moderno es esencialmente un mtodo en eldominio en el tiempo y se basa en el concepto de estado.
-
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Fundamentos
Un procedimiento de Diseo
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
El utilizar computadoras digitales como componentes de sistemas de control y
medicin surgi alrededor de 1950. Las primeras aplicaciones ensayadas
fueron el control de misiles y de aviones.
Las computadoras eran demasiado grandes, consuman demasiada potencia y
no eran suficientemente fiables. Por esta razn se desarrollaron
computadoras de propsito especfico -analizadores diferenciales digitales
(DDA, de Digital Differential Analyzers)- para las primeras aplicaciones
aeroespaciales.
Los desarrollos ms importantes en el control y monitoreo por computadora se
produjeron en las industrias de proceso.
Antecedentes Histricos
C U V y T T - B U A P
-
Perodos
a) Perodo de los pioneros ( 1955 ).
b) Perodo de control digital directo ( 1962 ).
c) Perodo de la minicomputadora ( 1967 ).
d) Perodo de la microcomputadora ( 1972 ).
e) Perodo de Algoritmos ( 1988 ).
f) Control Distribuido (1999).
g) Control Cooperativo (2013).
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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M E X I C O
EVOLUCION DE LOS SISTEMAS DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION
PRIMERA GENERACION (BULBOS)
SEGUNDA GENERACION (TRANSISTORES)
TERCERA GENERACION (CIRCUITOS INTEGRADOS)
CUARTA GENERACION (MICROPROCESADORES)
QUINTA GENERACION (PROGRAMACION)
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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M E X I C O
1a. GENERACION (40s)
FABRICACION CON BULBOS
DISPOSITIVOS VOLUMINOSOS
ALTO CONSUMO DE POTENCIA
PROGRAMACION ALAMBRICA (DURA)
MUY BAJA CONFIABILIDAD
MUY BAJA CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO
-
M E X I C O
1a. GENERACION (40s)
-
Comparacin entre Transistor y Bulbo
30
-
M E X I C O1a. GENERACION (40s)
-
M E X I C O
1a. GENERACION (40s)
-
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C U V y T T - B U A P
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
FABRICACION CON TRANSISTORES
ALAMBRADO COMPLEJO
MENOR CONSUMO DE POTENCIA
PROGRAMACION POR INSTRUCCIONES (BLANDA)
MAYOR CONFIABILIDAD
MAYOR CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO
MENOR COSTO
-
Primer Transistor
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-
Inventores del transistor
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Bardeen,
Shockley
y Brattain
Lab. Bell
1947
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-
Transistor Actual
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C U V y T T - B U A P
-
M E X I C O2a. GENERACION (50s)
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
-
M E X I C O
2a. GENERACION (50s)
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
M E X I C O3a. GENERACION (60s)
FABRICACION CON CIRCUITOS INTEGRADOS
ALAMBRADO REDUCIDO
MUY BAJO CONSUMO DE POTENCIA
GRAN DESARROLLO DE LA PROGRAMACION
FACILIDAD DE MANEJO
AUMENTO EN SU CAPACIDAD Y VELOCIDAD
DESARROLLO DE REDES
AUN PARA APLICACIONES ESPECIFICAS
-
Primer Circuito integrado
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C U V y T T - B U A P
-
Comparacin de Ctos. Integrados con otros objetos
48
-
M E X I C O
3a. GENERACION (60s)
-
M E X I C O
3a. GENERACION (60s)
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
M E X I C O4a. GENERACION (70s)
FABRICACION CON MICROPROCESADORES
SENCILLEZ EN SU CONSTRUCCION
AUN MAS BAJO CONSUMO DE POTENCIA
DESARROLLO DE LA COMPATIBILIDAD EN LA PROGRAMACION
GRAN DESARROLLO DE PERIFERICOS
DESARROLLO DE PAQUETES DE PROGRAMACION
ALTA CONFIABILIDAD
MUY BAJO COSTO
DE APLICACIN GENERALIZADA.
-
M E X I C O4a. GENERACION (70s)
-
M E X I C O
4a. GENERACION (70s)
-
M E X I C O4a. GENERACION (70s)
-
Microchip Actual
56
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
1.35 cm
1.22
cm
El transistor como celda unitariaMicroprocessor
Con 7.5 millones de
transistores
0.13 mm = 1.3 cm / 100,000
-
58
-
Capacidad de almacenamiento de la informacin en ICs
Ahora una auto en 1970 comparando con un circuito integrado
1970 1993
velocidad (mph) 100 2,500,000
Potencia (mpg) 20 1,740,000
Costo (1992 $) 20,000 40
Masa (kg) 1,500 0.06
Kilometros (Lt) 20 80,00059
100
102
104
106
108
1010
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Product
SIA Roadmap
Tra
nsis
tors
/Ch
ip
Ao
Encyclopedia
Book
Page
Double/1 Yr
Double/2 Yrs
Double
/1.5 Yrs
16 G
1 G
64 M
4 M
256 K
16 K
1 K
DRAM
10-3
10-2
10-1
100
101
0.1
1
10
1970 1980 1990 2000 2010
Dim
en
sio
n (m
m) C
hip
Are
a (c
m2)
Ao
Gate Length
Junction
Depth
Oxide Thickness
-
Procesador Intel Core i7-980X Extreme Edition3,33 GHz de velocidad del ncleoHasta 3,6 GHz con la tecnologa Intel Turbo Boost6 ncleos y 12 subprocesos con la tecnologa Intel Hyper-Threading12 MB de cach Intel inteligente3 canales de memoria DDR3 de 1066 MHzTecnologa de procesamiento de fabricacin de 32 nm731 millones de transistores (1.170 millones en el Core i7 980x, con 6 ncleos y 12 MiB de memoria cach).Sofisticada administracin de energa, puedecolocar un ncleo no utilizado en modo sin energa.
Capacidad de overclocking muy elevada (se puede acelerar sin problemas hasta los 4-4,1 GHz).
-
Intel Pentium 442,000,000 Transistores
Intel Core i71,170,000,000 Transistores
Los ltimos de Intel que pertenecen a la familia Xeon Ivy Bridge-EX. El de 15ncleos tiene 4,300 millones de transistores, est fabricado con tecnologade 22 nm.
-
64
-
65
Moores law
Doubling of the transistor
density on a manufactures die
every 1.5 years (by scaling of
dimensions with a factor 0.7
every three years)
At the same time the switching
speed increases with a factor
1.4 every three years
At the same time the cost per
function decreases with 35%
per year
Exponential growth for over 30 years!Gordon Moore, Electronics, pg. 114 (1965)
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Microprocesador
encapsuladooblea
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M E X I C O
5a. GENERACION (80s)
AVANCES EN LA PROGRAMACION PRINCIPALMENTE
MAYOR AUMENTO EN LA CAPACIDAD Y VELOCIDAD
AUMENTO SIGNIFICATIVO EN LA CAPACIDAD DE LAS
MEMORIAS
DESARROLLO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
DESARROLLO DE LOS SISTEMAS ABIERTOS
-
Computadoras en Control de Procesos
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-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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-
REASa) Conocimiento del proceso.
b) Tecnologa de la medida.
c)Tecnologa de las computadoras.
d) Teora de control.
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
INFORMACIN
Estado
Razn
Nivel
Forma
Frecuencia
SEALES
Digitales
On-Off
Dominio del tiempo
Tren de pulsos
Dominio de la frecuencia
DC
on
off
t
1-
0-t
0.985
t
t
f
LAS SEALES SE CLASIFICAN DE ACUERDO A LA
INFORMACIN TIL QUE TRANSPORTAN
Analgicas
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Dominio del tiempo
Vibracin
Voz
Sonar
Resolucin
Tasa de muestreo
Exactitud
Disparo
Filtros
Temperatura
Presin
Flujo
Esfuerzo
Exactitud
DC
ECG
Presin de sangre
Transientes
Cromatografa
Resolucin
Tasa de muestreo
Exactitud
Disparos
Consideraciones para seleccionar tarjetas
0.985
t t f
SEALES ANALGICAS
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
SEALES DIGITALES
Seal On-Off Tren de pulsos
Entrada:Lectura de un encoder
Salida:Mueve un motor a pasos
ResolucinFrecuencia de reloj
Entrada:Cierre o apertura de uninterruptor
Salida:Abre o cierra una vlvula
Voltaje y corriente de salidaNmero de canales
Consideraciones para seleccionar tarjetas
on
off
t
1-
0-t
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
DEFINEN CUALQUIER MAGNITUD O EVENTO
PUEDEN SER REPRESENTADAS EN DIFERENTES
SISTEMAS NUMERICOS
SE PUEDEN PROCESAR, COMBINAR Y SECUENCIAR
CON MAYOR FACILIDAD
SE PUEDEN MODULAR CON MAS FACILIDAD Y
CONFIABILIDAD
SE PUEDEN MULTIPLEXAR CONFIABLEMENTE
EL EFECTO DE SU DEGRADACION ES MENOR QUE
CON LAS DIGITALES
REQUIEREN MENOS ESPACIO DE MEMORIA PARA SU
ALMACENAMIENTO
SEALES DISCRETAS O DIGITALES
-
Lazo de Adquisicin de Datos y Control
SensorA/D
Conversion
D/A
Conversion
Signal
ConditioningActuator
Isolation
Isolation
Local Data
Processing
SensorConversin
A/D
Conversin
D/A
Acondiciona-
miento
de SealActuador
Proceso
Aisla-
miento
ProcesamientoLocal de Datos
Inte
rfase d
e
Co
mu
nic
aci
n
Aisla-
miento
Acondiciona-
miento
de Seal
C U V y T T - B U A P
-
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C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
Fundamentos
Sistema de Control de un Robot
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
Fundamentos
Sistema de Control de temperatura
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
Figure 13.1Conversion of antenna azimuth position control system from:a. analog control tob. digital control
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-
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C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
SEGURIDAD
ESTABILIDAD
OPTIMIZACION
PROTECCION AMBIENTAL
RAZONES DEL CONTROLMEXICO
-
SEGURIDAD
PRESERVAR BAJO CUALQUIER CONDICIONLA INTEGRIDAD DEL PERSONAL Y EQUIPO INVOLUCRADO EN LA OPERACIN DE LOSPROCESOS
MEXICO
-
SEGURIDAD
MEXICO
-
SEGURIDAD
MEXICO
-
ESTABILIDAD
ASEGURAR LAS CONDICIONES DE OPERACIN DE LOS PROCESOS PARA
MANTENER CONTINUAMENTE LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS DENTRO
DE LOS LIMITE ESPECIFICADOS
MEXICO
-
ESTABILIDAD
MEXICO
-
OPTIMIZACION
ASEGURAR EL MAXIMO BENEFICIOECONOMICO EN LA OPERACIN DE
LOS PROCESOS INDUSTRIALES
MEXICO
-
OPTIMIZACION
MEXICO
-
PROTECCION AMBIENTAL
REDUCIR A SU MINIMA EXPRESION EL IMPACTO ECOLOGICO DE LOS EFLUENTES
DEL PROCESO, PARA CUMPLIR CON TODASLAS NORMATIVIDADES APLICABLES
MEXICO
-
IMPPROTECCION AMBIENTAL
MEXICO
-
SISTEMAS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL
CONSTITUYEN ARREGLOS DE DISPOSITIVOS MUTUAMENTE INTERRELACIONADOS, QUE CONFORMAN PATRONES
ESPECFICOS DE COMPORTAMIENTO, TENDIENTES A PERMITIR LA OPERACIN AUTOMTICA DE LOS PROCESOS
INDUSTRIALES, TENIENDO COMO PREMISAS LA SEGURIDAD, ESTABILIDAD, CONTROLABILIDAD, PRODUCTIVIDAD Y
EFICIENCIA DE ESTOS PROCESOS.
MEXICO
-
SISTEMAS DE CONTROL
SISTEMAS DE ADQUISICIN DE DATOS.SISTEMAS DE CONTROL SUPERVISORIO.SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL DIRECTO.SISTEMAS DIGITALES DE CONTROL DISTRIBUIDO.
MEXICO
SISTEMAS BASADOS EN MICROPROCESADORES
COMPUTADORAS PERSONALES.MINICOMPUTADORAS.INTERFASES HOMBRE-MQUINA.SISTEMAS MNIMOS.BUS INDUSTRIAL.DISPOSITIVOS INTELIGENTES DE CAMPO.
-
MEDICIONESLOCALES
ELEMENTOS FINALES
CONTROLESMECANICOS
CONTROL DE DOSPOSICIONES
INSTRUMENTACION
LOCAL
PRIMEROSSERVOMECANISMOS
ACTUADORESNEUMATICOS
PRIMEROSANALIZADORES
TRANSMISIONNEUMATICA
TRANSMISION
ELECTRICA
TRANSMISION4-20 mA
DE CONTROLMANUALES
Evolucin de los Sistemas de Instrumentacin y Control Industrial
DE 1920ANTES 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990
A 1940 A 1950 A 1960 A 1970 A 1980 A 1990 EN ADEL. PER
IOD
O
INST
RU
-M
ENTA
CIO
NC
ON
TRO
LTE
LEM
ETR
IASI
STEM
AS
DE
SE INTRODUCENLOS MICRO-
PROCESADORES
INSTRUMENTACIONEN LA
NUEVOSCONTROLADORES
ELECTRONICOS
SE DESARROLLAN
MAS CAPACES
NUEVOS TIPOS DEVALVULAS DE
SE DESARROLLAN
CONTROL
SE INTRODUCE LACROMATOGRAFIA
DE GASES
NUEVOS PRINCIPIOSDE MEDICION
SE DESARROLLAN
SE DEFINEN LASBASES DEL CONTROLSUPERVISORIO Y DEL
CONTROL DIGITALDIRECTO
SE DEFINEN LASBASES DEL CONTROL
DIGITAL DISTRIBUIDO
PLC'S DIGITALES
SE DESARROLLANLOS PRIMEROS
SE INCREMENTA LACAPACIDAD DE LOS
SISTEMAS DE
DISTRIBUIDOCONTROL
Y DE LOS PLC's
PRIMEROSINSTRUMENTOSELECTRONICOS
PRIMERASCELDAS DE PRESION
DIFERENCIAL
PRIMEROSCONTROLES
NEUMATICOS PID
PRIMEROSCONTROLES
PROGRAMABLESLOGICOS
PRIMERASTECNICAS DE
ENTONAMIENTO
SE DESARROLLA LATEORIA MODERNA
DEL CONTROLAUTOMATICO
LOS PRIMEROSSISTEMAS DE
SE DESARROLLAN
TELEMETRIA
LOS PRIMEROSSISTEMAS DE
SE DESARROLLAN
FIBRA OPTICA
SE DESARROLLANINSTRUMENTOS
CON MEJOREXACTITUD Y
CONFIABILIDAD,CON PRECIOSREDUCIDOS
SE DESARROLLANLAS PRIMERAS
APLICACIONES DECONTROL
AVANZADO
LOS PRIMEROSPROTOCOLOS
SE NORMALIZAN
DIGITALES
SE DESARROLLAN
CON FUNCIONMULTIPLE
INSTRUMENTOS"INTELIGENTES"
LOS CONCEPTOS DESE INTRODUCEN
INTEROPERABILIDADE
INTERCONECTIVIDAD
LOS CANALESSE INTRODUCEN
DE CAMPO
MEXICO
-
Evolucin de los Sistemas de Instrumentacin y Control Industrial
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
SISTEMAS DE
CONTROL
MEDIOS
FISICOS
DE MEDICION
Y CONTROL
INSTRUMENTACION ELECTROMECANICA E HIDRAULICA
INSTRUMENTACION NEUMATICA
CUARTOS DE CONTROL
INSTRUMENTACION ELECTRONICA ANALOGICA
ANALISIS Y CROMATOGRAFIA DE PROCESO
CONTROL DE PROCESOS POR COMPUTADORA
CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES (PLCs)
SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO
INSTRUMENTACION INTELIGENTE
COMUNICACIONES VIA F.O.
SEGURIDAD INTRINSECA
BUS DE CAMPO
PRIMEROS CONTROLES PROPORCIONALES
CONTROL PID
CONTROL AVANZADO
CONTROL DE OPTIMIZACION
CONTROL GERENCIAL
EMPLEO INTENSIVO
APLICACION REDUCIDA
APLICACIONES ESPECIFICASO INCIPIENTES
INTRODUCCION DE LA INTERCONECTIVIDAD
E INTEROPERABILIDAD
MEXICO
-
Medicin y Control
Desarrollo de Nuevos principios qumicos
Desarrollo de la Electrnica
Desarrollo de Nuevas Tcnicas Matemticas
Avances en la Programacin
Desarrollo de los Sistemas de Procesam. de la
Informacin
Desarrollo de Nuevos Materiales
Desarrollo de Nuevos principios fsicos
PRINCIPALES PROMOTORES DE LOS AVANCES EN LA INSTRUMENTACION Y EL CONTROL INDUSTRIAL
MEXICO
-
Presiones sobre la Industria
AUMENTO EN LOS INSUMOS Y EN LA
MANO DE OBRA
TLC
MAYORES REQUERIIMIENTOS EN
PRODUCTIVIDAD, CALIDADY EFICIENCIA
NUEVASREGULACIONES
AMBIENTALES
MEXICO
-
Adquisicin de tecnologas
Solucionar problemas de produccin
Fabricar un nuevo producto
Mejorar las caractersticas de desempeode su producto actual
Sector Productivo
Hacer ms eficiente su proceso
Optimizar la produccin de los equipos de laplanta y sustituir los equipos viejos yobsoletos por unos nuevos
Aumentar la capacidad de produccin
-
Investigacin
Producto Interno Bruto Mercado
Innovacin
Tecnologa
EL CICLO DE INNOVACIN
-
MECATRNICA
-
Aplicacin. Muestra de productos mecatrnicos.
SUBSISTEMAS ELECTROMEC-
NICOS y electrnicos
(accionamientos, captadores, etc.)
PRODUCTOS Y SISTEMAS GRAN PBLICO (puertas automticas, escaleras, controles de acceso, tneles de autolavado, etc.)
ELECTRNICA DE CONSUMO(electrodomsticos, juguetes, automatizacin del hogar, etc.).
PRODUCTOS ELECTROMECNICOS Y PARTES DE ALTA PRECISIN (sistemas de almacenamiento inf., servos, sistemas de captacin, etc.).
BIENES DE EQUIPO(mquinas y sistemas
de produccin: mquina-hta.,
manipuladores, sist. de transporte y
almacn, etc.)
PROCESOS AUTOMATIZADOS (integracin de sistemas: clulas flexibles y lneas de produccin).
APLICACIN EN MLTIPLES Y DIVERSOS SECTORES:
Bienes de equipo.
Electrnica de consumo,
Ocio y servicios.
Electromedicina.
Aeronutica.
TIC.
Automvil y
Medios de
transporte.
Investigacin.
Etc.
MECHATRONICS
-
SISTEMAS MECATRNICOS
-
Lazo de Adquisicin de Datos y Control
SensorA/D
Conversion
D/A
Conversion
Signal
ConditioningActuator
Isolation
Isolation
Local Data
Processing
SensorConversin
A/D
Conversin
D/A
Acondiciona-
miento
de SealActuador
Proceso
Aisla-
miento
ProcesamientoLocal de Datos
Inte
rfas
e d
eC
om
un
icac
in
Aisla-
miento
Acondiciona-
miento
de Seal
-
PCA-6157 Procesador Pentium+PCI+ISA+SCSI
BUS ISABUS PCIDE 2 A 192 MB DRAM
SCSI-II Interna
PuertoParalelo
COM1COM2
Mouse PS/2
SCSI-II Externo
Teclado
FDD2 controladores PCI IDE para hasta 4 HDDs
Chipset Intel Mercury
-
111
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Arduino
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
Arduino
-
Arduino es una plataforma
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Trabaja con 32 bits y a 400 MHz.
Intel Galileo
-
Impresora 3D
-
Caractersticas
Microcontrolador ATmega328Voltaje de operacin 5VVoltaje de entrada (recomendada) 7-12VVoltaje de entrada (lmites) 6-20VPines Digitales E/S 14 (de los cuales 6 proveen salidas PWM )Pines de entradas Analgicas 6Corriente DC por pin E/S 40 mACorriente DC para pin 3.3V 50 mAMemoria Flash 32 KB de los cuales 0.5 KB son usados para bootloaderSRAM 2 KB (ATmega328)EEPROM 1 KB (ATmega328)Frecuencia del reloj 16 MHz
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
SOFTWAREENTORNO DE DESARROLLO
Para programar la Tarjeta esnecesario descargarse de lapgina web de Arduino(http://www.arduino.cc/en/Main/Software) el entorno dedesarrollo (IDE).
-
Configuracin del puerto serie
-
Arduino
-
Arduino
-
int ledPin = 13void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); }void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH)delay(1000) digitalWrite(ledPin, LOW)delay(1000)
}
Cdigo del primer programa
-
Arduino
-
Manejo de una entrada digital, lectura de un pulsador
Arduino
-
Potencimetro como una entrada
analgica
int potPin = 2; // Pin A/I potint ledPin = 13; // Pin D/O LEDint val = 0; // variable guarda valor del sensor
void setup() {pinMode(ledPin, OUTPUT); // ledPin output}
void loop() {val = analogRead(potPin); // lee valor del sensordigitalWrite(ledPin, HIGH); // enciende LEDdelay(val); //detiene el programa por un tiempo// determinado por la variabledigitalWrite(ledPin, LOW); // apaga el LEDdelay(val); //detiene el programa por un tiempo// determinado por la variable}
Arduino
-
Recuerda encender el monitor serial para leer los valores del LDR
Midiendo Luz con Arduino
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Arduino
-
Estructuras de Control
Arduino
-
Arduino
-
Tarjeta Arduino
Carcterizar un Horno
Planta de Segundo Orden y controlador PID
Tarjeta con Simulink
Cmara Web
GUIDE
Android
Propuesta de Proyecto
Proyecto Final
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
Para marzo de 2015 se aprueban los temas de los proyectos, en abrilharn una presentacin (puede ser un Power Point o equivalente)con el siguiente contenido:-Nombre del Proyecto, integrantes, cartula, etc-Antecedentes (estado del Arte).-Objetivo.-Descripcin funcional.-Diagrama a bloques.-Sistema Fsico.-Sistema Electrnico (Cmara web, sensores, actuadores, tarjeta deadquisicin de datos y control, computadora, interfaz, etc).-Programacin (c, Matlab, Simulink, GUI, Arduino).-Integracin y Pruebas.-Cronograma.
Proyecto Final
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149
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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150
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Figure 13.4Steps in analog-to-digital conversion:a. analog signal;b. analog signal after sample-and-hold;c. conversion ofsamples to digitalnumbers
154
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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Ideal sampling and thezero-order hold
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C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
u (t)
muestreador
Entrada al proceso
Muestras de la respuesta
y (k)
~
N puntos de muestra.
k
PROCESO
TIEMPO CONTINUO
t
Muestras de la entrada al proceso
Respuesta del proceso
y (t)
t
TIEMPO DISCRETO
k
muestreador
u (k)
u (k)MODELO
y (k) Estimacin de la salida
-
197
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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198
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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210
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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211
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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212
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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213
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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216
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
El inverso del muestreo
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Partial table of z- and s-transforms
259
-
z-transform theorems
260
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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281
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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286
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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287
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
288
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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289
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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290
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
291
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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292
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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293
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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294
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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295
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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296
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
297
Dr. Jaime Cid Monjaraz
Ejercicios de tarea previos al examen parcial:Del Libro de Karl J. AstromComputer- Controlled Systems2.12.22.32.52.82.92.112.12
C U V y T T - B U A P
-
298
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
299
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
300
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
301
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
302
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
303
Pole plot for an underdamped second-order system
-
304
Step responses of second-order underdamped systems as poles move:
a. with constant real part;b. with constant imaginary part;c. with constant damping ratio
-
305
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
306
Second-order systems, pole plots, and step responses
-
Mapping regions of the s-plane onto the z-plane
307
-
308
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
309
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
310
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
311
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
312
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
313
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
314
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
315
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
316
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
317
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
318
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
319
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
320
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
321
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
322
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
323
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
324
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
325
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
326
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
327
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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328
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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329
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
330
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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331
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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333
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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334
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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335
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
336
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
337
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
338
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
339
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
340
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
341
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
342
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
343
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
344
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
345
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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346
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
347
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
348
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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350
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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351
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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352
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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354
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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360
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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377
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
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384
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A PCALCULOS PARA LA FUNCION DE TRANSFERENCIA
Proponemos Mp y Tp de los siguientes valores:
Mp = .5 Tp = 1s
Entonces:
21545.)5ln(.
)5ln(.
)ln(
)ln(22
=+
=+
=pp
xMp
Mp
Tp = p/Wd Wd = p = 3.1415
2172.321545.1
1415.3
1 22=
-=
-=
x
WdWn
de la forma general de la funcin de transferencia
22
2
2s
Wn)(
WnWnssH
++=
x
Entonces nos queda de la siguiente forma
35.10386.1s
35.01)(
2 ++=
ssH
-
385
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Ahora el circuito que elegimos que tiene una funcin de transferencia como la propuesta es el siguiente:
Donde:
22
2
s
kWo)(
WosQ
WosH
++
=
Si hacemos que K=1 tenemos que:
Wo = Wn=3.2172
)21545(.2
1
2
1==
xQ =2.32
-
386
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Y sabemos que
2121
1
CCRRWo =
Asi que tenemos:
Wo2=10.35= R1R2C1C2
Si proponemos
R1= 100 KW
R2=1MW
C1= 10mF
Entonces, despejando C2 de la ecuacin anterior tenemos
nFMKRCR
C 61.96)1)(10)(100(
35.1035.10
211
2 ===m
Entonces nuestro circuito queda como sigue:
haciendo la simulacin en Electronics Workbench
-
387
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Como podemos observar se cumple que el tiempo de pico tp es de 1 seg. y el
sobreimpulso mximo es de aprox. .5 cumpliendo as con lo propuesto
-
388
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Despus conectando el PID como se muestra en la siguiente figura
CIRCUITO PID
sabemos que la funcin de transferencia tiene de manera general la siguiente forma.
sKs
KK d
ip ++
para encontrar la funcin de transferencia del circuito anterior tenemos que
( )( )
+
++-=
sCRC
C
R
RsCR
sE
sE
i
o
212
1
1
2
12
1
)(
)(
de donde
( )
( )12
21
2
1
1
2
1
CRK
CRK
C
C
R
RK
d
i
p
=
=
+=
propusimos los sig. valores
m
m
10
100
100
10
2
1
2
1
=
=
=
=
C
C
kR
kR
-
389
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
El circuito quedo como sigue
la grafica de la simulacin en matlab fue la sig.
sumador Control PID Planta
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
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C U V y T T - B U A P
-
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C U V y T T - B U A P
-
394
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
-
395
Dr. Jaime Cid Monjaraz
C U V y T T - B U A P
Ejercicios de tarea previos al examen parcial:
Del Libro de Karl J. AstromComputer- Controlled Systems
3.13.23.53.63.163.19
-
Alternativas en Automatizacin:
Computadoras PLCs Hbridos
-
Ventajas de los Sistemas de Automatizacin Computarizados
nfasis en la Informacin
Gran Flexibilidad
Capacidades de Procesamientoy Almacenamiento Crecientes
Sencillez de Operacin
Alta Conectividad
Portabilidad
Facilidad de Desarrollo Arquitectura Abierta
Estandarizacin
Servicio y Mantenimiento abiertos
Bajo costo
Actualizaciones y mejoras econmicas
-
Componentes de unSistema de AutomatizacinComputarizado
Computadora Industrial
Interfases de Adquisicin de Datos y Control
Software o programas
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de Gabinetes (1)
Robustos, resistentes a vibracin e impactos
12.3
20.2
43
Indutrial PC-610
Indutrial PC-610
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de Gabinetes (2)
Fuentes de gran capacidad
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de Gabinetes (3)
Tamaos apropiados para montaje industrial
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de Gabinetes (4)
Para intemperie
-
Montajes tpicos
LCD/EL
-
Plataformas PC para Automatizacin Industrial
Inteli486DX
IPCs para Rack de 19Estaciones de Trabajo
Industriales
Mini Estaciones de TrabajoIPCs para montaje
en pared
CPUsIndustriales
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de CPUs (1)
Calidad industrial en los componentes
Procesadores de tipo TODO-EN-UNO
Desde 286 hasta Pentium
CPUCPU
-
Computadoras Industriales
Caractersticas de CPUs (2)
MTBF alto
WATCHDOG Timer: protege a la IPC contra fallas de software
Amplios rangos de operacin en temperatura, humedad y vibracin
-
PCA-6157 Procesador Pentium+PCI+ISA+SCSI
BUS ISABUS PCIDE 2 A 192 MB DRAM
SCSI-II
Interna
Puerto
Paralelo
COM1
COM2
Mouse PS/2
SCSI-II
Externo
Teclado
FDD2 controladores PCI IDE
para hasta 4 HDDsChipset Intel Mercury
-
Intel Pentium
75/90/100/120
/133/150
Conector de teclado
y Mouse PS2
Conector de Poder
Conector
10BASE-T
Conector
10BASE-2/5
(AUI)
Chipset VIA
Hasta 64 MB
DRAM
Controlador
VGA/pantalla plana
Hasta 1MB de
memoria de video
Conector para
CRT
Conectores
para Pantalla
Plana
PC/104
connector
COM2
RS-232
422/485
COM1
RS-232
Interfase de FDD
BIOS AWARD
Flash
Puerto de
impresora
Bidireccional
Hasta 512 KB
de memoria cache
IDE mejorada de
Bus Maestro
Slot PCI
PCM-5860 Computadora Pentium en una Tarjeta
-
Computadoras Industriales
Componentes Adicionales
Teclados de Membrana
Discos de Estado Slido
Mouse industrial
Touchscreen12.3
20.2
43
-
Interfases para Adquisicin de Datos y Control
Interfases Locales
Transmisores Remotos de BUS
-
Sistema de Adquisicin de Datos y Control con Interfases Locales
Actuador/Sensor
Acondicionamiento de
Seales
A/D, D/I
D/A, D/O
Acondicionamiento
de Seales
-
Interfases Locales para Adquisicin de Datos y Control
Entradas Analgicas25 KHz a 330 KHz
12 a 16 bits
8 a 32 canales
Entradas Aisladas
12 a 16 bits
Salida de Voltaje
Salida de Corriente
Salidas Aisladas
Salidas Analgicas Acondicionamiento de Seales
Ganancia de Amplificdores
hasta por 1000
Termopares, RTDs
Multiplexores hasta
256 canales
Aislamiento de Seales
Entradas/Salidas Analgicas
-
Interfases Locales para Adquisicin de Datos y Control
10111
10011
00100
24 a 144 bits
Salidas TTL, a Relay y
Aisladas
Timers
Salidas Digitales Salidas a RelevadorDe 30 VDC hasta 250 VAC
Formato A, Formato C y SSR
Compatibles con Opto-22
010101011110001
Entradas Digitales
>1Mhz, 24 a 144 bits
Entradas TTL y Aisladas
Interrupciones por Vector
Contadores
Entradas/Salidas Digitales
-
El Mdulo de Adquisicin de Datos y Control
Especificaciones de la tarjeta.
Entrada Analgica.Canales: 8 entradas.Resolucin: 12 bits, aproximaciones sucesivas.Rango de Entrada: Bipolar, +/- 5V.Convertidor: AD574 o equivalente.Tiempo de Conversin: 25mseg.Exactitud: 0.015% leyendo +/- 1 LSB.No linealidad: +/- 1 bit.Modo de disparo: Disparo por software.Transferencia de datos: por programa.
-
El Mdulo de Adquisicin de datos y control.
Salida Analgica.
Canales: 1 canal.
Resolucin: 12 bits.
Rango de Salida: De 0 a +5V de 0 a +10V.
Tiempo de establecimiento:30mseg.
Voltaje de Referenicia: Interno -5V y -10V (+/- 0.05V).
Convertidor: AD7541KN, o equivalente.
No linealidad: +/- 0.5 LSB.
Capacidad de Salida: +/- 5mA mx.
-
El Mdulo de adquisicin de datos y control.
Entrada Digital.
Canales: 16 bits, TTL.
Voltaje de Entrada: Bajo 0.8V mx; alto 2V mn.
Carga de entrada: Bajo 0.4mA mx a 0.5V
Alto 0.05mA mx a 2.7 V
Salida Digital.
Canales: 16 bits, TTL.
Carga de Salida: Bajo 8mA a 0.5V mx.
Alto 0.4mA a 2.4V mn.
-
417
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
419
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-
420
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-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
440
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
441
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Sistema de Adquisicin de Datos y Control con Interfases Locales
Cableado costoso
No modular
-
Esquema tpico
Convertidor
RS-232/RS-485
Aislado
Repetidor
RS-485
Dispo-
sitivo 2
Dispo-
sitivo 1
Dispo-
sitivo 3
Dispo-
sitivo N
Dispo-
sitivo 0
Transmisores
Remotos va Bus
-
Transmisores Remotos va Bus
Interfase cerca de la computadora
Sensor Remoto
T/C
Proceso
Cuarto de Control
A/D
Cable T/C
Ruido
600 mts.
-
Transmisores Remotos va Bus
Interfase cerca del proceso
Sensor Remoto
T/C
Proceso
Cuarto de Control
Transmisor
Alta
inmunidad
al Ruido
4-20mA0-5V
Digital
600 mts.
-
Transmisin Digital va Bus
RS-485
Repetidor
RS-485 se Extiende a 1,200 mts.
RS-232
-
Porqu utilizar el bus RS-485?
Es un estndar de Comunicacin Industrial
Reduce Costos de CableadoComunicacin por 2 hilos
Modular y Fcil de ExpanderRed Multipunto
-
Comunicacin a 2 Hilos
Costos de Cableado Bajos
Fcil de Instalar y Mantener
B RGY B RGY B RGY
Maestro
RS-485
Fuente de Poder
+10 a +30 VDC
DATA+ (Y)
+Vs(R)
GND(B)
DATA- (G)
Rt Rt
Fuente
de Poder
Local
+-
-
Transmisores Remotos ADAM Serie 4000
Mdulos de Entradas/Salidas Analgicas
Mdulos de Entradas/Salidas Digitales
Mdulos de Salida a Relevadores
Mdulos Contadores
Mdulos con Memoria Local
Para ambientes Industriales
-
RS-232
RS-485
MODEM
Micro
Controlador
A/D
D/A
Counter
DI
D
O...
+
RTD
+mV
V
+mA
0 5
DIP
1999
Medicin
Control
Mdulos ADAM 4000
Para Adquisicin de Datos y Control
Inte
rfa
se S
eri
al
-
Red ADAM RS-485
RTD
mVV
mA
Termopar mVV
mA
Salida a
Relevador
E/S
Digital
mA
V
Repetidor
RS-485
Convertidor
RS-232/RS-
485
Aislado
RS-485
Entra
daEntra
da
Entra
da
Salida Salida Salida
ADAM
4013ADAM
4012
ADAM
4011
ADAM
4060
ADAM
4050
ADAM
4021
-
Tipos y Rangos de Entradas/Salidas Programables
Sin potencimetros ni Switches
15mV
50mV
100mV
500mV
1V
2.5V
0.20mA
T/C.J
T/C.K
T/C.T
T/C.E
T/C.R
T/C.S
T/C.B
Entrada Salida
23.5 C
7FFF
Unidad de Ingeniera
% de Escala Total
Complemento a 2
33.20%ADAM
4011
-
Capacidad de Operacin sin Computadora
RS-485 a Maestro
Fuente de Poder
de +10 a +30Vdc
+ -
+
-SSR AC
+Vs
Limita la
Corriente
a 30mA
Mximo
T/C
Horno
Calefactor
ADAM-4011
Controlador ON/OFF Autnomo
Alarmas Alta/Baja Configurables
-
Listos para Trabajar en Ambientes Industriales
70oC
0oC
Temperatura de
Operacin: 0 a 70 o C
Humedad de Operacin:
ADAM
4000
5%
5%~95% (No condensante)
-
Diseados para Aplicaciones Industriales
+ -+-
Conexin/Desco-
nexin en Lnea
Monitoreo de
Voltaje para
proteccin del
EEPROM
Proteccin
contra
inversin de
potencia
-
Instalacin Flexible
Montaje en riel DIN Montaje en
Pared o
Gabinete
ADAM 4000 ADAM 4000 ADAM 4000 ADAM 4000
Apilamiento en
piggyback
-
Aplicaciones
Monitoreo y Control de Procesos
Sistemas de Control Supervisorio y Adquisicin de Datos (SCADA)
Manejo de Energa
Sistemas de Automatizacin de Edificios
Registro de Datos Remoto
Monitoreo y Control de Temperatura
Pruebas de Productos
-
Sistema de Automatizacinde Edificio
PC corriendo
Windows
y Genie
ADAM-4011 y
Termopar tipo K Calefactor
Aire Acond.
VentiladorADAM-4060 de
Salidas a Relevador controla A/C, calefactor,
ventilador
ADAM-4011 y
Termopar tipo KCalefactor
Aire Acond.
Ventilador
ADAM-4060 deSalidas a Relevador
controla A/C,calefactor, ventilador
Calefactor
Aire Acond.
Ventilador
ADAM-4060 deSalidas a Relevador
controla A/C,calefactor, ventilador
ADAM-4011 y
Termopar tipo K
Cuarto de Computadoras (5m)
Saln de Entrenamiento (25m)
Area de Produccin (50m)
Ubicacin (Distancia de la PC)
ADAM-4520
ConvertidorRS-
232 a
RS-485
-
Sistema de Monitoreo de Temperatura
Intercambiador
de Calor
Temperaturade Entrada
Temperaturade Salida
Vapor
Salida deControl
RTD
#1
RTD
#2
RTD
#3
RS-485
4013
4013
4013
-
Sistema de Monitoreo y Alarma de Calidad del Aire
Estacin1
H2S
25.09%Alarma
Alta
Estacin 1
Cuarto de Control
-
Sistema de Registro de Potencia
Transmisor
de Watts
Lneas de
Potencia
4-20mA
RS-485
Lmpara de AlarmaSSR
4014D
19999
-
Sistema de Medicin de Presin
4014D12345
4014D12345
Transmisorde Presinde 2 Hilos
Transmisorde Presinde 2 Hilos
Transmisorde Presinde 2 Hilos
Zona 1 Zona 2 Zona 3
4014D12345
4-20mA 4-20mA 4-20mA
RS-485
Cuarto de Control
Lnea Presurizada
-
463
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
464
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
465
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
466
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
467
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
468
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Comunicaciones con Equipos Inteligentes
PLCsIndicadores DigitalesTransmisores de FlujoEquipos AnalticosComputadoras RemotasIndicadores de BsculasTerminales de DatosLectores de Cdigo de Barras
-
Software
Para Adquisicin de Datos y Control
-
Software: Dos Alternativas Bsicas
De Paquetevs.
A la Medida
-
Software de Paquete vs.Software a la Medida
A LA MEDIDA
Programacin en lenguajes especializados
Se requiere de programadores experimentados
Ciclos de desarrollo prolongados
Programas que operan exactamente como se desea
DE PAQUETE
"Programacin" simplificada
"Programacin" por personal no especializado
Desarrollo acelerado
Posibles limitaciones en la operacin
-
Software de Paquete vs.Software a la Medida
A LA MEDIDA
Dependencia del desarrollador
Actualizaciones costosas
Costo proporcional al tamao del sistema
DE PAQUETE
Dependencia del soporte del fabricante
Actualizaciones econmicas
Costo fijo
-
GENIE 3.2Software para Adquisicin
de Datos y Control
DDE
AlarmasDiseador
Batch
Dispositivos RS-232
Tarjetas de Adquisicin
de Datos y Control
Mdulos ADAM
Red Ethernet
I/F Hombre-
Mquina
GENIE
wMonitoreo de Procesos
wControl de Procesos
wComunicaciones
Registro
de Datos
Grficas
Histricas
-
Genie Caractersticas
Soporta todo el Hardware de Advantech
Almacenamiento de Datos en Archivos
Despliegue de Pantallas con Mltiples Herramientas Visuales
Registro y Reconocimiento de Alarmas/Eventos
-
Genie Caractersticas
Control ON/OFF y PID
Operaciones de Clculo
Comunicacin va Red Ethernet
Despliegue de Pantallas mltiples
Despliegue de Mmicos
Niveles de Seguridad Mltiples
-
477
-
El software de monitoreo y control GENIE
El editor de estrategias es un programa
basado en conos que trabaja bajo
ambiente windows. Tiene asociada una
caja de herramientas representativas de
los posibles bloques de construccin de
estrategias de automatizacin.
Caja de
herramientas
conos
-
Editor de Estrategas
479
-
Ejemplo de
estrategia
Caja de
herramientas
-
El software de monitoreo y
control GENIE
El editor de pantallas es un subprograma
basado en conos que trabaja bajo
ambiente windows. Tiene asociada una
caja de herramientas representativas de
los posibles bloques de pantallas que se
pueden utilizar para crear los paneles
de usuario.
Caja de
herramientas
editor de
pantallas
-
Caja de
herramientas
Ejemplos de
pantallas
-
Visualizacin
483
-
484
-
485
-
486
-
Estrategia para el sensor de temperatura con termopar tipo J.
-
490
-
Estrategias De Control
491Pantalla Principal de Monitoreo
-
492
-
493
-
494
-
495
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Construccin del Cuerpo Principal
496
-
Pruebas en Campo
497
-
Inmersin del Mini-Submarino
498
-
Inmersin del Mini-Submarino
499
-
Inmersin del Mini-Submarino
500
-
Pruebas en Campo
501
-
Dimensiones del dgito
502
-
503
-
PANTALLA INTERACTIVA PARA EL USUARIO
504
-
Sistema PUMA
Software
Perifricos
Control manual
Brazo robot
Controlador
505
-
506
-
Esquema De Conexin PC - PUMA 200
507
PCL-726
PCL-832
PCL-833
Tarjeta de control
de la etapa de
potencia
Etapa de
potencia
Tarjeta de
encoders
Brazo
Mueca
Encoder
(1 de 6)
Seales digi tales
Seales analgicas
Motor de DC
(1 de 6)
Seal digi tal
Fuente de alimentacin(etapa de potencia)
PC
-
Proyecto PUMA200
508
-
509
-
510
-
511
C U V y T T - B U A P
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
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Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Dr. Jaime Cid Monjaraz
-
Preguntas ?
Jaime Cid Monjaraz