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Cuando hablamos de automatización industrial nos referimos al uso de sistemas de control, como ordenadores, autómatas programables, robots y tecnologías de la información para manejar diferentes procesos productivos y maquinarias en la industria, eliminando al máximo la intervención de la mano de obra y reemplazando las operaciones de ensamblaje peligrosas por operaciones automatizadas.

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La estructura de un sistema de automatización industrial sirve para explicar los diferentes niveles de su funcionamiento. Hay varias maneras de describir los niveles de un proceso de automatización industrial, pero la más simple de todas y la más común para que se entienda es el siguiente triángulo jerárquico de representación de tres niveles de un sistema de automatización industrial típico.

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Nivel supervisor

El nivel de supervisor consiste en un ordenador o computadora industrial, tipo PC de sobremesa, Panel de Control o en formato rack, según las necesidades de la empresa. Este ordenador central  utiliza un sistema operativo estándar con un software especial, normalmente proporcionado por el proveedor para el control de procesos industriales.

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Nivel de control

El Nivel de control es el nivel medio de la jerarquía y es el nivel donde se ejecutan todos los programas relacionados con la automatización. Para este propósito, generalmente se utilizan controladores lógicos programables o PLC, que proporcionan capacidad de computación en tiempo real.

Los PLC normalmente se implementan utilizando microcontroladores de 16 ó 32 bits y se ejecutan en un sistema operativo propio para cumplir con los requisitos en tiempo real. Los PLC también pueden ser interconectados con varios dispositivos de E/S y pueden comunicarse a través de varios protocolos de comunicación industrial.

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Nivel de campo

Los equipos terminales de datos como sensores y actuadores son los que forman el nivel de campo. Los sensores como temperatura, óptica, presión, etc. y actuadores como motores, válvulas, interruptores, etc. están conectados a un PLC a través de un bus de campo y la comunicación entre un dispositivo de nivel de campo y su correspondiente PLC está basado normalmente en una conexión punto a punto.

Tanto las redes alámbricas como las inalámbricas se utilizan para la comunicación y, al utilizar esta comunicación, el PLC también puede diagnosticar y parametrizar varios componentes.

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Sensores y actuadores

Los sensores convierten las variables físicas del proceso, como el caudal, la presión, la temperatura, etc., en variables eléctricas o neumáticas. Las señales de estos sensores se utilizan para procesar, analizar y tomar decisiones con el fin de producir la salida de control.

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Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA)

El Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA) es un tipo de aplicación que obtiene datos operativos del sistema para controlar y optimizar dicho sistema. Las aplicaciones pueden comprender acciones de un proceso de destilación petroquímica, un sistema de filtración de agua, un compresor de tubería, etc.

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Controlador lógico programable (PLC)

El autómata programable (PLC) es uno de los dispositivos más importantes de la automatización. Como su nombre indica, es un controlador lógico programable. Podemos controlar los dispositivos y cambiar fácilmente de un proceso a otro a través de él.

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Interfaz hombre-máquina (HMI)

La Interfaz Hombre-Máquina (HMI) incluye la electrónica necesaria para señalar y controlar el estado de los equipos de automatización industrial. A su vez, ayuda a controlar los equipos de automatización industrial. Sin embargo, estos productos de interfaz pueden variar desde un indicador de estado LED básico hasta un panel TFT de 2 pulgadas con interfaz de pantalla táctil.

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Red Neuronal Artificial

Se trata de un modelo matemático y es el responsable del procesamiento de la información procedente de las redes de comunicación y del procesamiento de la información. Las estructuras de RNA pueden modificarse basándose en datos externos e internos que se introducen en la fase de configuración del sistema.

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Sistema de control distribuido (DCS)

El Sistema de Control Distribuido (DCS) es uno de los sistemas de automatización industrial más utilizados por varios procesos en la industria manufacturera. Contiene uno o más elementos de controlador distribuidos en el sistema.

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Robótica

La robótica a medida que la tecnología evoluciona se ha empezado a utilizar en varios ámbitos. Desde robots quirúrgicos hasta robots de entretenimiento, ayudan a las personas a realizar tareas complejas.  Se pueden utilizar para realizar diversas tareas de aplicación, como la asignación, la pintura, la soldadura, la reparación, etc.

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Sistema de Automatización Fija

Los sistemas de automatización fijos son equipos especiales que se utilizan para agilizar procesos específicos. En la automatización fija, es casi imposible facilitar las modificaciones en el diseño del producto. Las industrias que tienen que producir diseños de productos estables y sostenibles durante un largo período de tiempo optan por sistemas automatizados fijos.

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Sistema de Automatización programable

Este tipo de tecnología se utiliza para fabricar productos por lotes. Un sistema de producción tiene que ser programado varias veces para obtener un nuevo lote de productos con diferentes especificaciones.

Los dispositivos automatizados programables están diseñados para facilitar el cambio de producto. Sin embargo, el proceso de reprogramación de una máquina de producción requiere mucho tiempo.

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Sistema de automatización flexible

Es una forma más sofisticada y refinada de automatización programable. Su diferencia es que la automatización flexible permite cambiar el equipo de forma automática y rápida. Una mezcla de diferentes productos puede ser producida consistentemente sin perder tiempo.

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Sistema Integrado de Automatización

Un Sistema Integrado de Automatización es un conjunto de máquinas, procesos y datos independientes, que trabajan de forma sincrónica bajo el mando de un único sistema de control para implementar un sistema de automatización de un proceso de producción: CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), herramientas y máquinas controladas por ordenador, robots, grúas y cintas transportadoras se pueden integrar entre si utilizando una programación y un control de producción.

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*Aumento de la productividad laboral

*Mejora de la calidad del producto

*Menor mano de obra o costo de producción

*Reducción de las tareas manuales de rutina

*Seguridad mejorada

*Ayudar a la monitorización remota

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*Más contaminación

*Menos versatilidad

*Costes elevados