24/04/2012 CLASE 12

AUTOMATAS PROGRAMABLES 

        En electrónica un autómata es un sistema secuencial, aunque en ocasiones la palabra es utilizada también para referirse a un robot. Puede definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales. Sin embargo, la rápida evolución de los autómatas hace que esta definición no esté cerrada.

ARQUITECTURA DE UN PLC

ESTRUCTURA DE UN PLC 

• La estructura básica de cualquier autómata es la siguiente: 
• Fuente de alimentación 
• CPU 
• Módulo de entrada 
• Módulo de salida 
• Terminal de programación 
• Periféricos. 

        Respecto a su disposición externa, los autómatas pueden contener varias de estas secciones en un mismo módulo o cada una de ellas separadas por diferentes módulos. Así se pueden distinguir autómatas Compactos y Modulares. 

1.2.1 Fuente de alimentación 

        Es la encargada de convertir la tensión de la red, 220v c.a., a baja tensión de c.c, normalmente 24 v. Siendo esta la tensión de trabajo en los circuitos electrónicos que forma el Autómata. 

1.2.2 CPU 

        La Unidad Central de Procesos es el auténtico cerebro del sistema. Se encarga de recibir las ordenes, del operario por medio de la consola de programación y el modulo de entradas. Posteriormente las procesa para enviar respuestas al módulo de salidas. En su memoria se encuentra residente el programa destinado a controlar el proceso. 

1.2.3 Modulo de entradas 

        A este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores,...). 

La información recibida en él, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación residente. 

        Se pueden diferenciar dos tipos de captadores conectables al módulo de entradas: los Pasivos y los Activos. 

        Los Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado lógico, activado - no activado, por medio de una acción mecánica. Estos son los Interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc. 

Los Captadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan ser alimentados por una tensión para que varíen su estado lógico. Este es el caso de los diferentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos). Muchos de estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de alimentación del autómata. 

        El que conoce circuitos de automatismos industriales realizados por contactores, sabrá que puede utilizar, como captadores, contactos eléctricamente abiertos o eléctricamente cerrados dependiendo de su función en el circuito. Como ejemplo podemos ver un simple arrancador paro/marcha (Fig 5). En él se distingue el contacto usado como pulsador de marcha que es normalmente abierto y el usado como pulsador de parada que es normalmente cerrado. 

    Sin embargo en circuitos automatizados por autómatas, los captadores son generalmente abiertos. 

         El mismo arrancador paro/marcha realizado con un autómata es el de la figura 6. En él se ve que ambos pulsadores y el relé térmico auxiliar son abiertos. 

1.2.4 Modulo de salidas 

        El modulo de salidas del autómata es el encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores peque os, etc). 

La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía al módulo de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados. 

        Según el tipo de proceso a controlar por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas. 

Existen tres tipo bien diferenciados: 

- A relés. 

- A triac. 

- A transistores.

     1.2.4.1 Módulos de salidas a relés. 

      Son usados en circuitos de corriente continua y alterna. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto . 

     1.2.4.2 Módulos de salidas a Triacs 

        Se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna que necesiten maniobras de conmutación muy rápidas.

     1.2.4.3 Módulos de salidas a Transistores a colector abierto. 

          El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de c.c. Igualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesiten maniobras de conexión/desconexión muy rápidas.

     
       La forma de conectar los actuadores a los módulos de salidas, dependerá del tipo de módulo utilizado. Estos son algunos ejemplos:

1.2.5 Terminal de programación 

        El terminal o consola de programación es el que permite comunicar al operario con el sistema. 

Las funciones básicas de éste son las siguientes: 

- Transferencia y modificación de programas. 

- Verificación de la programación. 

- Información del funcionamiento de los procesos. 

       Como consolas de programación pueden ser utilizadas las construidas específicamente para el autómata, tipo calculadora o bien un ordenador personal, PC, que soporte un software especialmente diseñado para resolver los problemas de programación y control.

1.2.6 Periféricos 

        Los periféricos no intervienen directamente en el funcionamiento del autómata, pero sin embargo facilitan la labor del operario. 

Los más utilizados son: 

- Grabadoras a cassettes. 

- Impresoras. 

- Cartuchos de memoria EEPROM. 

- Visualizadores y paneles de operación OP

Lenguajes de Programación: 

• LD: Diagrama Ladder de contactos. 
• ST: Texto Estructurado. 
• FB: Bloques Funcionales. 
• IL: Lista de Instrucciones. 
• SFC: Grafcet. 

Fabricantes de PLC: ABB, Afeisa, Allen Bradley (Rockwell), Entrelec, Exor, Fuji, GE-Fanuc, Hitachi, 

Hitech, Ibercomp, Idec, Koan, Mitsubishi, Matsushita, Moeller, National, Omron, Pilz, Siei, Siemens, Sprecher, Telemecanique (Schneider), Tri, Xycom, Yaskawa. 

Cableado con PLC: El cableado entre PLCs y con los diferentes módulos, sensores, actuadores, ... se hace mediante redes construídas específicamente para la aplicación determinada. 

       
        Por último se expusieron dos trabajos de simulación el primero de ellos acerca del montaje/ensamblaje de aerogeneradores y el otro basado en la fabricación de frigoríficos.

17/04/2012 CLASE 11

ELEMENTOS NEUMATICOS 

Dentro de los circuitos de anillo cerrado y circuitos de anillo abierto podemos encontrar los siguientes sub-sistemas:

· Manual
· Semiautomatico
· Automatico
· Lógicos

COMPRESOR

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

ACTUADORES NEUMATICOS

Están formador por cílindros, que transforman la energía del aire comprimido en un movimiento lineal, y motores neumáticos que transforman la energía del aire comprimido en movimiento de giro.

· De efecto simple
· Efecto doble.

VALVULAS NEUMATICAS

· Las válvulas neumáticas tienen una gran importancia dentro del mundo de la neumática. Por este hecho, se ha diseñado una sección solamente para tratar de ellas.
En esta sección veremos las diferentes clases de válvulas que existen, con detalle.
Para empezar vamos a clasificarlas, de esta forma sabremos lo que nos podemos encontrar al navegar por esta sección:

1. Válvulas de distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros.
2. Válvulas de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito.
3. Válvulas reguladoras. Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.
4. Válvulas secuenciales. Las válvulas neumáticas son considerados elementos de mando, de hecho, necesitan o consumen poca energía y a cambio, son capaces de gobernar una energía muy superior. Asimismo, cada clase de válvula mencionado tiene sus diferentes tipos:

• Válvulas de distribución. 

Se pueden clasificar de varias maneras, por su construcción interna, por su accionamiento y por el número de vías y posiciones.

La clasificación más importante es por el número de vías y posiciones, aunque en este tipo de clasificación no se tiene presente su construcción ni el pilotaje que lleva.
Si tenemos la clasificación de estas válvulas por su tipo de accionamiento, tendremos la información precisa para saber si la válvula acciona directamente o indirectamente.
En cambio, si hacemos una clasificación por su construcción física, sabremos si es de corredera, de disco o de asiento.

• Válvulas de bloqueo.
  

En este tipo de válvulas encontraremos, válvulas antirretorno, de simultaneidad, de selección de circuito y de escape.

• Válvulas de regulación.
  

En esta clase de válvulas encontraremos que tipo de regulación hacen, si son con aire de entrada o de salida, y las válvulas de presión.

Desde esta sección tenéis acceso a toda esta información y de forma ordenada, para no perdernos con las válvulas, ya que cada clase de válvula tiene diferentes tipos, y resulta interesante conocerlas.

MOTOR NEUMATICO

Un motor neumático es un motor que utiliza gas comprimido como fuente de energía. El gas comprimido es un tipo de energía potencial, el tipo de energía que se almacena y se transforma en cinética, o de trabajo, de la energía. Unmotor neumático funciona por la conversión de la energía almacenada en trabajo por la expansión del gas para permitir que el motor funcione. Estos motores son utilizados en varios escenarios, incluyendo pero no limitado a la fabricación, el transporte, y dentro de la industria de la construcción.

A lo largo de los puntos en el motor, hay cavidades o espacios en los que el gas comprimido entra y se lleva a cabo. La presión del gas en estos espacios es controlado principalmente mediante el uso de válvulas, que permiten que el gas se liberará con facilidad y seguridad. El gas comprimido-por lo general aire, nitrógeno o gas natural-se amplía para llenar el espacio, llevando a cabo en el diafragma, el actuador del pistón, o las aspas de un rotor, en función del tipo de motor. Esto hace que el motor comience a funcionar.

Algunos motores neumáticos requieren una fuente adicional de energía para convertir el gas comprimido a otra fuente de energía. Estos dispositivos pueden confiar en el combustible o electricidad para impulsar el gas en el tanque o en la cavidad a alta presión. Uno de ellos es el compresor de aire, que se utiliza para mantener o crear la cantidad apropiada de la presión del aire dentro del motor

3/04/12 CLASE 10

       1. SISTEMA DE CONTROL

 Lo más importante, la esencia del centra es resta=comparar 

          2. SISTEMA DE AUTOMATIZACION

Objetivo del central es que Y sea = a la U si no es 0

SENSOR O TRANSDUCTOR 

        El sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular. Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos. 

        Transductor: Dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica. 

Aplicaciones: 

        Control de sujeción, Succión de elementos, succión de tornillos en atornilladores automáticos, apretado de tuercas automáticas, control de fuerza en pinzas prensoras ,confirmación de presión a la soldadura El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema. 

Estructura: 

Tipos de sensores: 

Detectores de ultrasonidos 

Los detectores de ultrasonidos resuelven los problemas de detección de objetos de prácticamente cualquier material. Trabajan en ambientes secos y polvorientos. Normalmente se usan para control de presencia/ausencia, distancia o rastreo. 

Interruptores básicos 

Se consiguen interruptores de tamaño estándar, miniatura, subminiatura, herméticamente sellados y de alta temperatura. Los mecanismos de precisión se ofrecen con una amplia variedad de actuadores y características operativas. Estos interruptores son idóneos para aplicaciones que requieran tamaño reducido, poco peso, repetitividad y larga vida. 

Interruptores final de carrera 

Descripción: El microswitch es un conmutador de 2 posiciones con retorno a la posición de reposo y viene con un botón o con una palanca de accionamiento, la cual también puede traer una ruedita.

Funcionamiento: En estado de reposo la patita común (COM) y la de contacto normal cerrado (NC), están en contacto permanente hasta que la presión aplicada a la palanca del microswitch hace saltar la pequeña platina acerada interior y entonces el contacto pasa de la posición de normal cerrado a la de normal abierto (NO), se puede escuchar cuando el microswitch cambia de estado, porque se oye un pequeño clic, esto sucede casi al final del recorrido de la palanca. 

Interruptores manuales 

Estos son los sensores más básicos, incluye pulsadores, llaves, selectores rotativos y conmutadores de enclavamiento. Estos productos ayudan al técnico e ingeniero con ilimitadas opciones en técnicas de actuación y disposición de componentes. 

Productos encapsulados 

Diseños robustos, de altas prestaciones y resistentes al entorno o herméticamente sellados. Esta selección incluye finales de carrera miniatura, interruptores básicos estándar y miniatura, interruptores de palanca y pulsadores luminosos. 

Productos para fibra óptica 

El grupo de fibra óptica está especializado en el diseño, desarrollo y fabricación de componentes optoelectrónicos activos y submontajes para el mercado de la fibra óptica. Los productos para fibra óptica son compatibles con la mayoría de los conectores y cables de fibra óptica multimodo estándar disponibles actualmente en la industria. 

Productos infrarrojos 

La optoelectrónica es la integración de los principios ópticos y la electrónica de semiconductores. Los componentes optoelectrónicos son sensores fiables y económicos. Se incluyen diodos emisores de infrarrojos (IREDs), sensores y montajes. 

Sensores para automoción 

Se incluyen sensores de efecto Hall, de presión y de caudal de aire. Estos sensores son de alta tecnología y constituyen soluciones flexibles a un bajo costo. Su flexibilidad y durabilidad hace que sean idóneos para una amplia gama de aplicaciones de automoción. 

Sensores de caudal de aire 

Los sensores de caudal de aire contienen una estructura de película fina aislada térmicamente, que contiene elementos sensibles de temperatura y calor. La estructura de puente suministra una respuesta rápida al caudal de aire u otro gas que pase sobre el chip. 

Sensores de corriente 

Los sensores de corriente monitorizan corriente continua o alterna. Se incluyen sensores de corriente lineales ajustables, de balance nulo, digitales y lineales. Los sensores de corriente digitales pueden hacer sonar una alarma, arrancar un motor, abrir una válvula o desconectar una bomba. La señal lineal duplica la forma de la onda de la corriente captada, y puede ser utilizada como un elemento de respuesta para controlar un motor o regular la cantidad de trabajo que realiza una máquina. 

Sensores de efecto Hall 

Son semiconductores y por su costo no están muy difundidos pero en codificadores ("encoders") de servomecanismos se emplean mucho. 

Sensores de humedad 

Los sensores de humedad relativa/temperatura y humedad relativa están configurados con circuitos integrados que proporcionan una señal acondicionada. Estos sensores contienen un elemento sensible capacitivo en base de polímeros que interacciona con electrodos de platino. Están calibrados por láser y tienen una intercambiabilidad de +5% HR, con un rendimiento estable y baja desviación. 

Sensores de posición de estado sólido 

Los sensores de posición de estado sólido, detectores de proximidad de metales y de corriente, se consiguen disponibles en varios tamaños y terminaciones. Estos sensores combinan fiabilidad, velocidad, durabilidad y compatibilidad con diversos circuitos electrónicos para aportar soluciones a las necesidades de aplicación. 

Sensores de presión y fuerza 

Los sensores de presión son pequeños, fiables y de bajo costo. Ofrecen una excelente repetitividad y una alta precisión y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Además, presentan unas características operativas constantes en todas las unidades y una intercambiabilidad sin recalibración. 

Sensores de temperatura 

Los sensores de temperatura se catalogan en dos series diferentes: TD y HEL/HRTS. Estos sensores consisten en una fina película de resistencia variable con la temperatura (RTD) y están calibrados por láser para una mayor precisión e intercambiabilidad. Las salidas lineales son estables y rápidas. 

Sensores de turbidez 

Los sensores de turbidez aportan una información rápida y práctica de la cantidad relativa de sólidos suspendidos en el agua u otros líquidos. La medición de la conductividad da una medición relativa de la concentración iónica de un líquido dado. 

Sensores magnéticos 

Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica. 

Sensores de presión 

Los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos incluyen instrumentos para aviación, laboratorios, controles de quemadores y calderas, comprobación de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado.

27/03/2012 CLASE 9

Comenzamos la clase haciendo referencia a la clase anterior:

RESOURCE POOL

1. Tasa de producción.
2. Tiempo de operación de ciclo.
3. Capacidad de producción.
4. Utilización.
5. Disponibilidad.
6. Time in System.
7. Material en proceso=Inventario.
8. Costes variables.
9. Costes del equipo...Amortización.

Comentamos el capítulo II del libro “Automation Production Systems” de M.P. Groover
fabricacion:

La fabricación transforma las materias primas en productos. Desde una camisa hasta un avión, casi todo lo que usamos está fabricado. Puede hacerse a mano (de forma artesanal) o a base de maquinaria (de forma automática, más o menos informatizada).

• Industrias y productos de fabricación
• Operaciones de fabricación
• Relaciones producto-producción
• Conceptos de producción y modelos matemáticos (tasa de producción, capacidad de planta, utilización y disponibilidad)
• Costes de operaciones de fabricación

El proceso de fabricación se puede entender desde un punto de vista tecnológico (a) oeconómico (b):

El proceso de fabricación se consigue casi siempre mediante una secuencia de operaciones, teniendo en cuenta que la fabricación siempre añade valor al material.

Dentro de las industrias secundarias podemos distinguir distintos tipos de producción:

20/03/2012 CLASE 8

PRODUCTION SYSTEM

PRODUCTION QUANTITY 

• Fixes position layout

• Process layout

•  Celular layout

•  Product layout

Medium quantity production:
Type:  

- Batch production
Por lotes:Figuras b y c
     • Poca variedad
     • Organización de máquinas según pedidos

- High production:
En masa: Figura d
     • Producción en cadena (en línea)
     • A cada estación le llega una tarea y pasa a la siguiente

Aquí os dejo el enlace a la teoría expuesta en la clase 8:

https://docs.google.com/file/d/0B1sbY3zBD05xMFNLenZ1YnVRRldKSldSNDNMaEcyUQ/edit

13/03/2012 CLASE 7

La clase comenzó con la explicación de el Manufacturing Glossary text, lo cual aparece en el siguiente enlace:
Manufacturing glossary text

A continuación vimos diferentes jemplos de simulación:
Máquina de vapor,Taladro, Barbería,Tienda de reparación de televisiones...

PROCESOS PRODUCTIVOS Y GESTION DE PRODUCCIÓN:

    PUNTOS CLAVE PARA UNA SIMULACIÓN:

• Necesidad de cantidad de equipos y personal.

• Nº, tipo y disposición física de los elementos de transporte etc.

• Localización y tamaño de los buffer o inventario.

• Evaluación de un cambio en el volumen del producto o de la mezcla.

• Evaluación del efecto de nuevas piezas de tipo en un sistema de fabricación existente.

• Evaluación del capital invertido.

• Planificación de los recursos de trabajo.

También echamos un vistazo a ciertos artículos desde la página web de Winter Simulation Conference.

06/03/2012 CLASE 6

      En electrónica un autómata es un sistema secuencial, aunque en ocasiones la palabra es utilizada también para referirse a un robot. Puede definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales. Sin embargo, la rápida evolución de los autómatas hace que esta definición no esté cerrada.

GRAFCET ESTACION 1

ELEMENTOS DE CONTROL

RELE 

        El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. 

        Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores" De ahí "relé".

• FUNCIONES LÓGICAS CON RELES

• ELEMENTOS CON MEMORIA

• VENTAJAS

        La gran ventaja de los relés electromagnéticos es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. También ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control. En el caso presentado podemos ver un grupo de relés en bases interface que son controlado por modulos digitales programables que permiten crear funciones de temporización y contador como si de un mini PLC (Circuito Lógico Programable) se tratase. Con estos modernos sistemas los relés pueden actuar de forma programada e independiente lo que supone grandes ventajas en su aplicación aumentando su uso en aplicaciones sin necesidad de utilizar controles como PLC's u otros medios para comandarlos.(ver fig 8).Se puede encender una bombilla o motor y al encenderlo se apaga el otro motor o bombilla

• TIPOS DE RELES

        Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de la intensidad admisible por los mismos, tipo de corriente de accionamiento, tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relés.

1. Relés electromecánicos

> Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado). 

> Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes 

> Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla. 

> Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.

        2. Relé de estado sólido

        Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecanico destruirian en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos. 

       3. Relé de corriente alterna

        Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y latinoamérica oscilarán a 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres yzumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen. 

       4. Relé de láminas

        Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto; las demás, no. Los relés de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.

• EJEMPLO 1

•  EJEMPLO 2

• PROCESO DE FABRICACION 

        Un proceso de fabricacion es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de lasmaterias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria. 

        Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta. 

        En el ámbito industrial se suelen considerar convencionalmente los procesos elementales que se indican, agrupados en dos grandes familias: 

• Tecnología mecánica: 

1. Moldeo 

    Fundición 
    Pulvimetalurgia 
    Moldeo por inyección 
    Moldeo por soplado 
    Moldeo por compresión 

2. Conformado o deformación plástica. 
    

    Laminación 

     Forja 

     Extrusión 
    Estirado 
    Conformado de chapa 
    Encogimiento 
    Calandrado 

3. Procesos con arranque de material 

    Mecanizado 
         Torneado 
         Fresadora 
         Taladrado 
    Electroerosión 
    Tratamiento térmico 
         Templado 
         Revenido 

           Recocido 
         Nitruración 
         Sinterización 

4. Tratamientos superficiales; Acabado 

    Eléctricos 
        Electropulido 
    Abrasivos 
        Pulido 

5. Tecnología química 

    Procesos físicos 
    Procesos químicos 
        Tratamientos superficiales 
             Pasivado 

28/02/2012 CLASE 5

METODO MONTECARLO AMPLIACION

          El método Montecarlo es un método numérico que permite resolver problemas físicos y matemáticos mediante la simulación de variables aleatorias. Lo vamos a considerar aquí desde un punto de vista didáctico para resolver un problema del que conocemos tanto su solución analítica como numérica. El método Montecarlo fue bautizado así por su clara analogía con los juegos de ruleta de los casinos, el más célebre de los cuales es el de Montecarlo, casino cuya construcción fue propuesta en 1856 por el príncipe Carlos III de Mónaco, siendo inaugurado en 1861. 

      El uso de los métodos de Montecarlo como herramienta de investigación, proviene del trabajo realizado en el desarrollo de la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en EE. UU. Este trabajo conllevaba la simulación de problemas probabilísticos de hidrodinámica concernientes a la difusión de neutrones en el material de fisión. Esta difusión posee un comportamiento eminentemente aleatorio. En la actualidad es parte fundamental de los algoritmos de Raytracing para la generación de imágenes 3D. 

 

        A continuación se realizaron dos ejemplos en clase para mejor comprensión del método Montecarlo:

Ejemplo 1:

Generador de números aleatorios:

n€c(0,1) cR:

Distribución uniforme:

Área= 1

Ejemplo 2 (entrada de alumnos en clase):

         El método de Montecarlo proporciona soluciones aproximadas a una gran variedad de problemas matemáticos posibilitando la realización de experimentos con muestreos de números pseudoaleatorios en una computadora. El método es aplicable a cualquier tipo de problema, ya seaestocástico o determinista. A diferencia de los métodos numéricos que se basan en evaluaciones en N puntos en un espacio M-dimensional para producir una solución aproximada, el método de Montecarlo tiene un error absoluto de la estimación que decrece como 1/√N en virtud del teorema del límite central.

21/02/2012 CLASE 4

SUCESO ESTOCASTICO

          Un proceso estocástico es un concepto matemático que sirve para caracterizar una sucesión de variables alatorias (estocásticas) que evolucionan en función de otra variable, generalmente el tiempo. Cada una de las variables aleatorias del proceso tiene su propia función de distribución de probabilidad y, entre ellas, pueden estar correlacionadas o no.

         Cada variable o conjunto de variables sometidas a influencias o impactos aleatorios constituye un proceso estocástico.

          - En teoria de probabilidades, un espacio probabilístico o espacio de probabilidad es un concepto matemático que sirve para modelizar un cierto experimento aleatorio. En general un espacio probabilístico está integrado por tres componentes. Primero, el conjunto Ω (llamado espacio muestral) de los posibles resultados del experimento, llamados sucesos elementales. Segundo, por la colección de todos los sucesos aleatorios (no solo los elementales), que es una σ-algebra sobre Ω. El par es lo que se conoce como un espacio medible. Por último, una media de probabilidad o función de probabilidad que asigna una probabilidad a todo suceso y que verifica los llamados axiomas de Kolgomorov.

          -Una variable es aleatoria si su valor está determinado por el azar. En gran número de experimentos aleatorios es necesarioario, para su tratamiento matemático, cuantificar los resultados de modo que se asigne un número real a cada uno de los resultados posibles del experimento. De este modo se establece una relación funcional entre elementos del espacio muestral asociado al experimento y números reales.

          -La teoría de colas es el estudio matemático del comportamiento de líneas de espera. Esta se presenta, cuando los "clientes" llegan a un "lugar" demandando un servicio a un "servidor", el cual tiene una cierta capacidad de atención. Si el servidor no está disponible inmediatamente y el cliente decide esperar, entonces se forma la línea de espera.

          Una cola es una línea de espera y la teoria de colas es una colección de modelos matemáticos que describen sistemas de línea de espera particulares o sistemas de colas. Los modelos sirven para encontrar un buen compromiso entre costes del sistema y los tiempos promedio de la línea de espera para un sistema dado.

          Los sistemas de colas son modelos de sistemas que proporcionan servicio. Como modelo, pueden representar cualquier sistema en donde los trabajos o clientes llegan buscando un servicio de algún tipo y salen después de que dicho servicio haya sido atendido. Podemos modelar los sistemas de este tipo tanto como colas sencillas o como un sistema de colas interconectadas formando una red de colas. En la siguiente figura podemos ver un ejemplo de modelo de colas sencillo. Este modelo puede usarse para representar una situación típica en la cual los clientes llegan, esperan si los servidores están ocupados, son servidos por un servidor disponible y se marchan cuando se obtiene el servicio requerido.

         El problema es determinar qué capacidad o tasa de servicio proporciona el balance correcto. Esto no es sencillo, ya que un cliente no llega a un horario fijo, es decir, no se sabe con exactitud en qué momento llegarán los clientes. También el tiempo de servicio no tiene un horario fijo.

        Los problemas de "colas" se presentan permanentemente en la vida diaria: un estudio en EEUU concluyó que, por término medio, un ciudadano medio pasa cinco años de su vida esperando en distintas colas, y de ellos casi seis meses parado en los semáforos.

METODO MONTECARLO

          El método de Montecarlo1 es un método no matemático estadístico numérico, usado para aproximar  expresiones matemáticas complejas y costosas de evaluar con exactitud. El método se llamó así en referencia al Casino de Montenarlo por ser “la capital del juego de azar”, al ser la ruleta un generador simple denúmeros aleatorios. El nombre y el desarrollo sistemático de los métodos de Montecarlo datan aproximadamente de 1944 y se mejoraron enormemente con el desarrollo de la computadora.

          El uso de los métodos de Montecarlo como herramienta de investigación, proviene del trabajo realizado en el desarrollo de la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en EE.UU. Este trabajo conllevaba la simulación de problemas probabilísticos de hidrodinámica concernientes a la difusión de neutrones en el material de fisión. Esta difusión posee un comportamiento eminentemente aleatorio. En la actualidad es parte fundamental de los algoritmos de Raytracing para la generación de imágenes 3D.

          En la primera etapa de estas investigaciones, john von Neumman y Stanislaw Ulam refinaron esta ruleta rusa y los métodos "de división" de tareas. Sin embargo, el desarrollo sistemático de estas ideas tuvo que esperar al trabajo de Harris y  Herman Kahn en 1948. Aproximadamente en el mismo año, Enrico Fermi, Nicholas Metropolis y Ulam obtuvieron estimadores para los valores característicos de la ecuación de Schrödinger para la captura de neutrones a nivel nuclear usando este método.

El método de Montecarlo proporciona soluciones aproximadas a una gran variedad de problemas matemáticos posibilitando la realización de experimentos con muestreos de números pseudoaleatorios en una computadora. El método es aplicable a cualquier tipo de problema, ya sea estocástico o determinista. A diferencia de los métodos numéricos que se basan en evaluaciones en N puntos en un espacio M-dimensional para producir una solución aproximada, el método de Montecarlo tiene un error absoluto de la estimación que decrece como en virtud del teorema del limite central.

GPSS

          El GPSS/PC Y el GPSS/H son las aplicaciones nuevas e iterativas dentro del ambiente IBM del GPSS, General Purpose Simulating System ( en español, Sistema de Simulación de Propósito General ) desarrollo a principios de la década de los 60 por Geoffrey Gordon. El objetivo principal del GPSS es la modulación de sistemas discretos.

          Cualquier sistema por simular en este lenguaje se debe describir mediante un diagrama de bloques que representan las actividades, unidos mediante líneas que representan la frecuencia que seguirán un grupo de transacciones, que a su vez se muestran a través de los bloques. Las transacciones dependen de la naturaleza del sistema, por ejemplo, un sistemas de comunicaciones se refiere al movimiento de mensajes; un sistema de transporte se refiere al movimiento de vehiculos motorizados; un sistema de producción al movimiento de piezas.

     1.  Elementos básicos:

          Como se menciona en la subseccion anterior la simulación mediante GPSS se realiza con dos elementos básicos conocidos como transacciones y bloques. Una transacción es aquello que fluye a travez del sistema de manufactura, y que puede ser: información, piezas, ordenes de producción, fallas, operarios, mecánicos, etc., mientras que un bloque se define como cualquier operación que realiza una transacción dentro de un sistema: procesamiento, entrada a un almacén, salida de un almacén, inicio de proceso, fin de proceso, salida del sistema, ensamble, desensamble, etc.. 

      2.  Conceptos de programación:

          Un programa en GPSS puede ser visualizado desde dos puntos de vista; el primero, dentro del contexto de programación por bloques ya descrito; el segundo, dentro del contexto de cadenas de eventos. Por lo general es mas sencilla la visualización de la simulación dentro del primero de ellos, y es posible programar modelos validos sin considerar el concepto de cadenas de eventos. Se entiende por cadena de eventos el lugar donde se envían las transacciones que durante su recorrido a través del modelo o bloques encuentra una condición de bloqueo que les impide seguir un cambio libremente. Existen dos tipos de bloqueo: a) Bloqueo de retraso o b) Bloqueo condicional.

          a) El bloqueo de retraso consiste en la entrada de una transacción a un bloque que retardara su tiempo de avance; en otras palabras la transacción estará en el tiempo t1 y saldrá del bloque ne el tiempo t2, en el intervalo entre estos dos tiempos, la transacción permanece, a los ojos de un programador, por bloques en el bloque retardante, sin embargo, a los ojos de un programador por eventos, la transacción para formar parte de la cadena de eventos futuros, a la que entra en t1 y sale en t2. En GPSS existen solo dos bloques retardantes: el GENERATE, que coloca la transacción en la cadena de eventos futuros hasta el tiempo que deba de entrar al sistema, y el ADVANCE, que coloca la transacción en la cadena de eventos futuros hasta que haya cumplido con su retraso asignado.

          b) El bloque condicional ocurre cuando una transacción intenta entrar a un bloque y encuentra un impedimento físico o una condición no cumplida en el bloque; por ejemplo, una transacción que intenta entrar a un bloque que simula una maquina, y dicha maquina se encuentra trabajando con otra transacción o esta descompuesta. Entonces la transacción queda bloqueada hasta que la maquina se desocupe o quede reparada. Hablamos en programación por bloques, en apariencia la transacción queda suspendida en el espacio esperando su entrada al bloque que se lo impide. Sin embargo, esa transacción es enviada a esperar su destino a la cadena de eventos actuales, hasta que la condición de bloques desaparezca y pueda continuar su camino. En este sentido en GPSS existen muchos bloques que actúan sobre las transacciones; por mencionar algunos, SEIZE, GATE, TEST y ENTER.

ANYLOGIC

          AnyLogic es la única herramienta que apoya todas las metodologías mas comunes de la simulación en el lugar hoy: La dinámica del sistema, Proceso-céntrico (acontecimiento discreto de AKA), y el agente basaron el modelado.

          La flexibilidad única de la lengua de modelado permite al usuario capturar la complejidad y la heterogeneidad de los sistemas del negocio, económicos y sociales a cualquier nivel de detalle deseado.

          El interfaz gráfico de AnyLogic, las herramientas, y los objetos de la biblioteca permite que usted modele rápidamente áreas diversas tales como comportamiento de la fabricación y de la logística, de los procesos de negocio, de los recursos humanos, del consumidor y/o del paciente.

         El paradigma modelo orientado al objeto del diseño apoyado por AnyLogic preve la construcción modular, jerárquica, e incremental de modelos grandes.

          AnyLogic proporciona una lengua visual que simplifique perceptiblemente el desarrollo de los modelos basados del agente. UML Statecharts se utilizan para definir comportamientos del agente. Cartas de acción - definir algoritmos. Los objetos del ambiente ayudan a describir el ambiente del agente y a recoger las estadísticas. Los acontecimientos se utilizan para describir ocurrencias ocasionales o tiempo-ciertas

          Estas construcciones permiten que usted describa casi todos los aspectos del comportamiento de agentes - y usted puede escribir siempre el código específico de Java si usted quisiera modelar algo especial o inesperado.

         Los modelos basados del agente se pueden inconsútil combinar con los modelos de la dinámica del Discreto-Acontecimiento y del sistema. Los agentes ellos mismos se pueden incluir dentro de la acción de la dinámica del sistema y de organigramas y/o de organigramas.

          Es decir, puedes combinar diversos métodos de la simulación dentro de un modelo de cualquier manera: jerárquico, hand-off de la serie, paralelo, etc… leer más sobre el modelado del multiparadigma.

          Las dinámicas del sistema de ayudas de AnyLogic' almacenan y fluyen totalmente diagramming in the same way as una herramienta tradicional de la dinámica del sistema. Pero AnyLogic proporciona mucho más funcionalidad.

          En AnyLogic puedes desarrollar animaciones interactivas de encargo en el modelo que pueda explicar mucho más a sus clientes que la acción y los organigramas que sean solamente intuitivos a los reveladores.

         Puedes combinar su modelo con otros, por ejemplo puedes modelar el mercado en dinámica del sistema mientras que la fabricación y el uso de la cadena de suministro Agente-basado y los métodos del discreto-acontecimiento.

          AnyLogic permite que importes los modelos del SD de VenSim.

          Puesto que AnyLogic se basa en la plataforma del eclipse emplea las últimas tecnologías y consecuentemente el entorno de desarrollo de AnyLogic es moderno y fácil de utilizar en comparación con la mayoría de la otra simulación que modela las herramientas.

          El Discreto-acontecimiento o el modelado proceso-céntrico es apoyado completamente por AnyLogic. AnyLogic incluye la biblioteca de la empresa que permite crear cualquier clase de modelo del discreto-acontecimiento - apenas la droga y la gota bloquea, la conecta, y la da parámetros.

          La biblioteca de la empresa tiene animaciones del defecto para cada bloque pero puedes desarrollar su propio 2.o o animación 3D de cualquier complejidad que podría animar el proceso que modelas y que permite manejar los parámetros modelo en run-time.