Automatización Industrial (automatización; del griego
antiguo auto: guiado por uno mismo) es el uso de sistemas o elementos
computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos
industriales sustituyendo a operadores humanos.
La automatización como una disciplina de la ingeniería que es más amplia que un mero sistema de
control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los
transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de
transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo
real para supervisar, controlar las operaciones de plantas o procesos
industriales.
Las primeras máquinas simples sustituían una forma de
esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como
levantar un peso pesado con sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente
las máquinas fueron capaces de sustituir formas naturales de energía renovable,
tales como el viento, mareas, o un flujo de agua por energía humana.
Los botes a vela sustituyeron a los botes de remos. Todavía
después, algunas formas de automatización fueron controlados por mecanismos de
relojería o dispositivos similares utilizando algunas formas de fuentes de
poder artificiales -algún resorte, un flujo canalizado de agua o vapor para
producir acciones simples y repetitivas, tal como figuras en movimiento,
creación de música, o juegos. Dichos dispositivos caracterizaban a figuras
humanas, fueron conocidos como autómatas y datan posiblemente desde 300 AC .
En 1801, la patente de un telar automático utilizando
tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revolucionó la
industria del textil.
La parte más visible de la automatización actual puede ser
la robótica industrial. Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad
más estrecho, mayor eficiencia, integración con sistemas empresariales,
incremento de productividad y reducción de trabajo. Algunas desventajas son
requerimientos de un gran capital, decremento severo en la flexibilidad, y un
incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación. Por ejemplo, Japón
ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales cuando
encontraron que eran incapaces de adaptarse a los cambios dramáticos de los
requerimientos de producción y no eran capaces de justificar sus altos costos
iniciales.
Para mediados del siglo XX, la automatización había existido
por muchos años en una escala pequeña, utilizando mecanismos simples para
automatizar tareas sencillas de manufactura. Sin embargo el concepto solamente
llego a ser realmente práctico con la adición (y evolución) de las computadoras
digitales, cuya flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las
computadoras digitales con la combinación requerida de velocidad, poder de
computo, precio y tamaño empezaron a aparecer en la década de 1960s. Antes de
ese tiempo, las computadoras industriales era exclusivamente computadoras
analógicas y computadoras híbridas. Desde entonces las computadoras digitales
tomaron el control de la mayoría de las tareas simples, repetitivas, tareas
semiespecializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la
producción e inspección de alimentos. Como un famoso dicho anonimo dice,
"para muchas y muy cambiantes tareas, es difícil remplazar al ser humano,
quienes son fácilmente vueltos a entrenar dentro de un amplio rango de tareas,
más aún, son producidos a bajo costo por personal sin entrenamiento."
Existen muchos trabajos donde no existe riesgo inmediato de
la automatización. Ningún dispositivo ha sido inventado que pueda competir
contra el ojo humano para la precisión y certeza en muchas tareas; tampoco el
oído humano. El más inútil de los seres humanos puede identificar y distinguir
mayor cantidad de esencias que cualquier dispositivo automático. Las habilidades
para el patrón de reconocimiento humano, reconocimiento de lenguaje y
producción de lenguaje se encuentran más allá de cualquier expectativa de los
ingenieros de automatización.
Computadoras especializadas, son utilizadas para leer
entradas de campo a través de sensores y en base a su programa, generar salidas
hacia el campo a través de actuadores. Esto conduce para controlar acciones
precisas que permitan un control estrecho de cualquier proceso industrial. (Se
temía que estos dispositivos fueran vulnerables al error del año 2000, con
consecuencias catastróficas, ya que son tan comunes dentro del mundo de la
industria).
Existen dos tipos distintos: DCS o Sistema de Control
Distribuído, y PLC o Controlador Lógico Programable. El primero era antiguamente
orientado a procesos de tipo análogos, mientras que el segundo se utilizaba en
procesos de tipo discreto (ceros y unos). Actualmente ambos equipos se parecen
cada vez más, y cualquiera de los dos puede ser utilizado en todo tipo de
procesos.
Las interfaces Hombre-Máquina (HMI) o interfaces
Hombre-Computadora (CHI), formalmente conocidas como interfaces Hombre-Máquina,
son comúnmente empleadas para comunicarse con los PLCs y otras computadoras,
para labores tales como introducir y monitorear temperaturas o presiones para
controles automáticos o respuesta a mensajes de alarma. El personal de servicio
que monitorea y controla estas interfaces son conocidos como ingenieros de
estación.
Otra forma de automatización que involucra computadoras es la prueba de automatización,
donde las computadoras controlan un equipo de prueba automático que es
programado para simular seres humanos que prueban manualmente una aplicación.
Esto es acompañado por lo general de herramientas automáticas para generar
instrucciones especiales (escritas como programas de computadora) que
direccionan al equipo automático en prueba en la dirección exacta para terminar
las pruebas.
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