HISTORIA DE LA AUTOMATIZACION, NORMAS ISO, ISA, NEMA, ASTM CETOP

DANIEL VERA.

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORESFACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICASANTA FÉ DE BOGOTÁ D.C.

2015

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HISTORIA DE LA AUTOMATIZACION, NORMAS ISO, ISA, NEMA, ASTM CETOP

DANIEL VERA.

DocentePedro Cristancho

Ingeniero Mecánico

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORESFACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICASANTA FÉ DE BOGOTÁ D.C.

2015

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION…..................................................................................................4

OBJETIVOS GENERALES………………………………………………………….......5

OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………………………….5

HISTORIA DE LA AUTOMATIZACION………………………………………………..6

NORMA ISO……………………………………………………………………………….8

NORMA ISA……………………………………………………………………………...10

NORMA NEMA…………………………………………………………………………..12

NORMA ASTM…………………………………………………………………………..12

NORMA CETOP…………………………………………………………………………14

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INTRODUCCIÓN

La automatización en la industria moderna del siglo XXI se ha convertido en una de las disciplinas del campo de la ingeniería que mas a demostrado sus bondades enormemente gracias al desarrollo de la tecnología, estas se ven reflejadas en el aumento en la producción, la mejora continua en los temas de calidad, entre otras.

Comúnmente las personas relacionan la automatización con la abolición de la mano de obra, pero realmente las cosas son distintas, alcanzar una automatización industrial completa requiere mano de obra profesional y técnica para afrontar los retos de hacer valer la pena emplear la robótica en las actividades productivas.

En este trabajo de investigación hablaremos de la historia de la automatización, las normas internacionales que nos dan las pautas acerca de cómo debemos hacer para involúcranos en los temas de industria moderna.

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OBJETIVO GENERAL

La automatización es el entrenamiento especializado el cual desarrolla competencias adecuadas para planear, optimizar, gestionar y llevar por buen camino todos tipos de proyectos de automatización industrial, los cuales faciliten la búsqueda de competitividad de la industria en general.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Simplificar al máximo el mantenimiento de tal manera que el personal calificado no requiera mayores dificultades para la manipulación de un proceso productivo.

Mejorar continuamente las condiciones de trabajo de los operarios, reemplazandoles en aquellos trabajos que implican riesgos profesiones, tediosos  siempre de la mano de la seguridad industrial

Optimizar la productividad de la industria, reduciendo los costes de la producción y mejorando la calidad de la misma en función del tiempo.

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HISTORIA DE LA AUTOMATIZACION.

Desde el principio, siempre hemos desarrollado herramientas, mecanismos que

nos ayuden a realizar una tarea, aprendimos a hacer fuego para calentarnos,

hacíamos cuchillos a partir de rocas para tajar la carne,  descubrimos la rueda y

nos facilitó trasportar las cosas, las escritura nos da otra forma de comunicación,

de conocer la historia y de preservar el conocimiento adquirido, siempre hemos

estado en continua evolución.

El origen se remonta a los años 1750, cuando surge la revolución industrial.

1745: Máquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas.

1817-1870: Máquinas especiales para corte de metal.

1863: Primer piano automático, inventado por M. Fourneaux.

1856-1890: Sir Joseph Whitworth enfatiza la necesidad de piezas intercambiables.

1870: Primer torno automático, inventado por Christopher Spencer.

1940: Surgen los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos para máquinas

de corte automáticas.

1945-1948: John Parsons comienza investigación sobre control numérico.

1960-1972: Se desarrollan técnicas de control numérico directo y manufactura

computadorizada.

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AUTOMATIZACION INDUSTRIAL.

La historia de la automatización industrial está caracterizada por períodos de

constantes innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de

automatización están muy ligadas a los sucesos económicos mundiales.

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por

computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora

(CAM), son la última tendencia y luego se cargaban en el robot inicia en

automatización de los procesos de fabricación. Éstas tecnologías conducen a la

automatización industrial a otra transición, de alcances aún desconocidos.

Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en

comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a

algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que

éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria

robótica, en una forma o en otra, permanecerá.

En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones

muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. Se refleja

el hecho de que en los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas

de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son

económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto

a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots

industriales incrementaran su campo de aplicación, esto debido a los avances

tecnológicos en sensorica, los cuales permitirán tareas más sofisticadas como el

ensamble de materiales.

Como se ha observado la automatización y la robótica son dos tecnologías

estrechamente relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la

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automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de

sistemas mecánicos-eléctricos basados en computadoras para la operación y

control de la producción. En consecuencia la robótica es una forma de

automatización industrial.

Hay tres clases muy amplias de automatización industrial : automatización fija,

automatización programable, y automatización flexible.

La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y

por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo

especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de

producción elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija

es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado.

La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es

relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el

equipo de producción es diseñado para adaptarse a la variaciones de

configuración del producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa

(Software).

Por su parte la automatización flexible es más adecuada para un rango de

producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la

automatización fija y de la automatización programada.

Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de

trabajo interconectadas entre si por sistemas de almacenamiento y manipulación

de materiales, controlados en su conjunto por una computadora.

De los tres tipos de automatización, la robótica coincide mas estrechamente con la

automatización programable.

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TIPOS DE AUTOMATIZACION

Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna, de modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema más adecuado.

Los tipos de automatización son:

Control Automático de Procesos

El Procesamiento Electrónico de Datos

La Automatización Fija

El Control Numérico Computarizado

La Automatización Flexible.

El Control Automático de Procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente químicos y físicos); un ejemplo de esto lo podría ser el proceso de refinación de petróleo.

El Proceso Electrónico de Datos frecuentemente es relacionado con los sistemas de información, centros de cómputo, etc. Sin embargo en la actualidad también se considera dentro de esto la obtención, análisis y registros de datos a través de interfaces y computadores.

La Automatización Fija, es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos tales como: los sistemas de relevadores y compuertas lógicas; sin embargo estos sistemas se han ido flexibilizando al introducir algunos elementos de programación como en el caso de los (PLC'S) O Controladores Lógicos Programables.

Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con éxito a Máquinas de Herramientas de Control Numérico (MHCN). Entre las MHCN podemos mencionar:

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Fresadoras CNC.

Tornos CNC.

Máquinas de Electro erosionado

Máquinas de Corte por Hilo, etc.

El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatización se refiere es el de los Robots industriales que en forma más genérica se les denomina como "Celdas de Manufactura Flexible".

Objetivos de la automatización:

Integrar varios aspectos de las operaciones de manufactura para:

Mejorar la calidad y uniformidad del producto

Minimizar el esfuerzo y los tiempos de producción.

Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura

mediante un mejor control de la producción.

Mejorar la calidad mediante procesos repetitivos.

Reducir la intervención humana, el aburrimiento y posibilidad

de error humano.

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Reducir el daño en las piezas que resultaría del manejo

manual.

Aumentar la seguridad para el personal.

Ahorrar área en la planta haciendo más eficiente.

El arreglo de las máquinas.

El flujo de material.

Para la automatización de procesos, se desarrollaron máquinas operadas con

Controles Programables (PLC), actualmente de gran ampliación en industrias

como la textil y la alimentación.

La inserción de tecnologías de la información producción industrial de los países

desarrollados ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez más elevado en los

últimos años. Por ejemplo, la Información amplia enormemente la capacidad de

controlar la producción con máquinas de control computarizado y permite avanzar

hacia mayores y más complejos sistemas de automatización, unas de cuyas

expresiones más sofisticadas y más ahorradoras de trabajo humano directo son

los robots, los sistemas flexibles de producción y los sistemas de automatización

integrada de la producción (computer integrad manufacturing CIM).

NORMA ISO

Situación actual Para identificar inequívocamente los componentes incluidos en

esquemas de circuitos, se utilizan identificaciones de componentes o referencias

de identificación. En el caso de esquemas neumáticos y eléctricos, las reglas de

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identificación están definidas en las normas ISO 1219-2 y EN 81346-2.

Lamentablemente en ambas normas se utilizan denominaciones diferentes.

Situación actual en relación con las normas ISO 1219-1 e ISO 1219-2:

• ISO 1219-1:2006-10: norma retirada, sustituida por ISO 1219-1:2012-06

• ISO 1219-2:1995-12: norma retirada, sustituida por ISO 1219-2:2012-09

• Clave de identificación de componentes según

ISO 1219-2:2012-09 En la versión actual de la norma ISO 1219-2:2012-09 se

prescinde del uso de la letra de identificación que describe la función del

componente. Cada componente (exceptuando cables y tubos flexibles) se

identifica tal como se muestra a continuación. Denominación del equipo

Denominación del fluido Número del circuito Número del componente El código de

denominación contiene lo siguiente:

• La denominación del equipo (cifra o letra; puede obviarse si todo el circuito

conforma un equipo), seguida de un guion

• La denominación del fluido (letra), seguida del

• Número del circuito (cifra, uso obligatorio), seguido de un punto y, a

continuación, del

• Número del componente (cifra, uso obligatorio) Clave de identificación de

componentes en esquemas neumáticos La clave de identificación debe estar

enmarcada.

Número de circuito De preferencia se utiliza el número 0 para identificar todos los

componentes relacionados con la alimentación de energía. Las demás cifras se

atribuyen a las diversas cadenas de mando (circuitos). Número de componente En

un esquema de distribución, cada componente incluido en un sistema de control

electro neumático está provisto de una identificación y de un número. En un

mismo circuito, los componentes que tienen la misma identificación, son

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numerados correlativamente desde abajo hacia arriba y desde la izquierda hacia la

derecha

NORMA ISA

Todos los procesos que la actividad humana desarrolla, están normados con el fin de lograr idiomas o medios de comunicación que presupone un lenguaje común para las diferentes actividades profesionales. La estandarización ofrece los fundamentos para este lenguaje. La Instrument Society of America de los Estados Unidos crea y actualiza permanentemente, las normas usadas en la instrumentación empleada en todo proceso La creación de un manual tiene como objetivo el uniformar los conocimientos en el campo de la instrumentación y no pretende ser un elemento estático, sino en permanente revisión, pues una de las características de una norma es su actualización repetitiva Este apunte se basa en ANSI / ISA versión 1992. Toda estandarización tiene fortalezas y debilidades, su fortaleza es que puedes ser usado en forma interdisciplinaria y su debilidad es la dificultad en ser lo suficientemente especifico, para satisfacer la necesidad de una especialidad en particular La simbología ha sido consensuada, por grupos interdisciplinarios, para satisfacer una amplia gama de aplicaciones industriales. Los símbolos y su designación permiten: tener herramientas de diseño, enseñar dispositivos, siendo un medio específico de comunicación para técnicos, ingenieros etc. Esto comunica conceptos, hechos, instrucciones y conocimientos

En el pasado y en el futuro la estandarización debe ser lo suficientemente flexible para describir lo justo.

En la parte final de la simbología se ofrecen definiciones y conceptos para describir elementos nuevos por ejemplo:

• Control distribuido,

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• Control programable

• displays etc.

Describiremos elementos para los nuevos sistemas de control, además del uso del método SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que emplean para las funciones block y las designaciones de funciones. Para ayudar en procesos industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil aparecen nuevos símbolos binarios en líneas. La información entregada al inicio, las notas al pie de página y el apéndice incluido son para una mejor información y no son parte del están.

-Aplicaciones en Procesos 2.3.1 El estándar es recomendable emplearlo cada vez que se requiera cualquier referencia para un instrumento o para una función de control de un sistema con los propósitos de identificación y simbolización

• Esquemas diseño

• Ejemplos para enseñanza

• Fichas técnicas, literatura y discusiones

• Diagramas en sistemas de instrumentación, diagramas lógicos, diagramas de lazos en procesos

• Descripciones funcionales

• Diagramas de flujo en: Procesos, Sistemas, Elementos mecánicos, tuberías de procesos e instrumentación

• Dibujos de Construcción • Especificaciones, órdenes de compra, manifiestos y otros listados

• Identificación (etiquetado o marcas) de instrumentos y funciones de control

• Instrucciones de mantención, Operación, Instalación, Dibujos e informes

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NORMA NEMA

NEMA ha estado presente en Latinoamérica cerca de diez años y ha trabajado

muy de cerca con colegas de la industria eléctrica en una gran variedad de

proyectos. Los siguientes documentos importantes se han traducido el español

para informarle de productos eléctricos importantes y procesos que beneficiaran al

usuario en su país.

Nuestro objetivo es fomentar una amplia distribución de esta información. Favor de

compartir con toda libertad la información acerca de este sitio con sus colegas y

utilizar las presentaciones para apoyar su trabajo.

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NORMA ASTM

Fue fundado el 16 de mayo de 1898, como American Section of the

International Association for Testing Materials por iniciativa de Charles

Benjamin Dudley, entonces responsable del control de calidad de Pennsylvanya

Railroad, quien tuvo la iniciativa de hacer que los hasta entonces rivales

ferrocarriles y las fundiciones de acero coordinaran sus controles de calidad.

Algunos años antes se había fundado la International Association for Testing

Materials (IATM), y justamente el 16 de junio de 1898 los setenta miembros de la

IATM se reunieron en Filadelfia para fundar la sección americana de la

organización.

En 1902, la sección americana se constituye como organización autónoma con el

nombre de American Society for Testing Materials, que se volverá

universalmente conocida en el mundo técnico como ASTM. Dudley fue,

naturalmente, el primer presidente de la ASTM.

El campo de acción de la ASTM se fue ampliando en el tiempo, pasando a tratar

no solo de los materiales ferroviarios, sino todos los tipos de materiales,

abarcando un espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos y los

mismos procesos de tratamiento.

El desarrollo de la normatización en los años 1923 al 1930 llevó a un gran

desarrollo de la ASTM (de la cual por ejemplo Henry Ford fue miembro). El campo

de aplicación se amplió, y en el curso de la segunda guerra mundial la ASTM tuvo

un rol importante en la definición de los materiales, consiguiendo conciliar las

dificultades bélicas con las exigencias de calidad de la producción en masa. Era

por lo tanto natural un cierto reconocimiento de esta expansión y en 1961 ASTM

fue redefinida como American Society for Testing and Materials, habiendo sido

ampliado también su objetivo. A partir de ese momento la cobertura de la ASTM,

además de cubrir los tradicionales materiales de construcción, pasó a ocuparse de

los materiales y equipos más variados, como las muestras metalográficas, cascos

para motociclistas, equipos deportivos, etc.

Algunos elementos de uso común, tales como los que conectan el contador de

agua potable a la tubería, probablemente están elaborados con un procedimiento

de forjado conforme a ASTM A 105, en la práctica, un acero de buena calidad,

mientras que los tubos quizás respondan a la norma ASTM A 589. Las láminas de

plástico que se usan para envolver los alimentos, si no se rompen, probablemente

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han sido fabricadas y comprobadas con la norma ASTM D 682. Las ollas de acero

inoxidable, posiblemente respondan a la ASTM A 240 Tp 304 o 321; y si son de

calidad superior, cumplirán la norma 316.

NORMA CETOP

Los símbolos para aparatos hidromecánicos y neumáticos y sus accesorios son funcionales y recomponen de uno o varios símbolos básicos y,en general, de uno o varios símbolos de función. Los símbolos no tienen escala ni, en general, sentido de orientacióndeterminado. Las relaciones de tamaño de las combinaciones deben corresponder aproximadamente a las de los ejemplos de los apartados 6 y 7.

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