Tipos de automatización industrial
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Existen cinco tipos de automatización industrial que, a través de tecnologías y sistemas, permiten mejorar la eficiencia, calidad y seguridad en los procesos industriales.
La automatización industrial es un término que se refiere a la aplicación de tecnología y sistemas para controlar procesos en la fabricación y producción industrial. La automatización puede ser utilizada para una variedad de tareas, desde la soldadura y ensamblaje de piezas hasta el monitoreo y control de la calidad del producto.
La automatización industrial, cada vez más popular en tiempos de la industria 4.0, puede tener muchas aplicaciones. Su principal característica es que permite controlar las diferentes operaciones de una industria sin intervención humana significativa. Estos dispositivos incluyen ordenadores, robots, sensores, sistemas de comunicación, alarmas, interfaces de interacción, entre otros; por ello existen diferentes tipos de automatización.
Los sistemas de automatización de procesos en sus tipos básicos se basan en la flexibilidad y el nivel de integración en los procesos de fabricación. A continuación se detallan algunos de ellos:
Tipos de automatización industrial
1. Automatización fija
En este sistema las operaciones se realizan siguiendo la configuración del equipo. Es decir, sin posibilidad de personalización. Es muy utilizado para producir piezas idénticas y de gran volumen. Sin embargo, aunque el coste es menor, este tipo de automatización de procesos impide reajustar la producción para crear productos diferenciados. Este sistema, por ejemplo, puede utilizarse en líneas de montaje automatizadas.
2. Automatización programable
"Aquí, tanto la maquinaria como el software pueden reprogramarse, lo que permite una secuencia de diferentes basada en múltiples configuraciones del producto. Además, también es posible incluir programas para crear nuevos productos", resume Graziela Coelli, técnico de producción industrial. Así, este tipo de sistema se utiliza en producciones de bajo volumen, como procesos por lotes, acerías, robots industriales, entre otros.
3. Automatización flexible
Es la evolución de la automatización fija y programable. Es decir: Un híbrido de ambas. Ofrece una mayor flexibilidad en el manejo de las variaciones del diseño del producto. Así, los operarios pueden dar órdenes en forma de códigos en un programa informático si desean cambiar la secuencia de los procesos. Por lo tanto, es posible fabricar diferentes productos simultáneamente.
4. Automatización integrada
En este tipo, el sistema está totalmente automatizado bajo el control de ordenadores. Desde el proceso de diseño hasta el envío, todo está integrado y automatizado. Incluso el equipo es manejado por robots.
5. Automatización robótica
Es un tipo de automatización industrial que utiliza robots para realizar tareas. Estos sistemas son altamente flexibles y pueden ser programados para realizar diferentes tareas y procesos de producción. La automatización robótica se utiliza comúnmente en la producción en masa y en los procesos de producción que tienen una alta variedad de productos.
Ventajas de la automatización industrial
La automatización industrial puede proporcionar una serie de beneficios para su empresa, incluyendo:
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Reducción de costos: minimiza la necesidad de intervención humana en la línea de producción.
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Aumento de la eficiencia: optimiza los procesos y reduce el tiempo de inactividad.
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Mejora de la calidad del producto: la automatización puede ayudar a mejorar la calidad del producto al reducir la posibilidad de errores humanos y garantizar la consistencia en la producción.
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Mayor seguridad: aumenta la seguridad en la línea de producción al minimizar la necesidad de intervención humana en tareas peligrosas.
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Flexibilidad: puede ser programada y reprogramada para adaptarse a las necesidades cambiantes de la producción y del mercado.
La automatización industrial se organiza en una estructura jerárquica que facilita la comprensión de sus diferentes niveles operativos. Aunque existen diversas formas de describir los niveles de un sistema de automatización, un enfoque común y eficaz es representarlo mediante un triángulo jerárquico de tres niveles, que se aplica a la mayoría de los sistemas industriales típicos.
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Niveles del sistema de automatización industrial
La siguiente descripción detalla cada uno de los tres niveles jerárquicos que componen una aplicación estándar de automatización industrial.
Nivel supervisor
El nivel supervisor constituye la cúspide de la jerarquía y está compuesto por un ordenador industrial, que puede variar desde un PC de sobremesa hasta un panel de control o un sistema en formato rack, dependiendo de las necesidades específicas de la empresa. Este ordenador central opera con un sistema operativo estándar y un software especializado, generalmente proporcionado por el proveedor, cuya función principal es la visualización y parametrización de los procesos industriales. La comunicación en este nivel se realiza mediante protocolos Ethernet Industrial, ya sea a través de Gigabit LAN o topologías inalámbricas (WLAN).
Nivel de control
Situado en el nivel intermedio de la jerarquía, el nivel de control es donde se ejecutan todos los programas relacionados con la automatización. En este nivel, se emplean principalmente controladores lógicos programables (PLC), que ofrecen capacidad de computación en tiempo real. Los PLC, que suelen estar basados en microcontroladores de 16 o 32 bits, operan con un sistema operativo propio diseñado para satisfacer los requisitos de tiempo real. Además, estos dispositivos pueden interconectarse con diversos equipos de entrada y salida (E/S) y comunicarse mediante varios protocolos de comunicación industrial.
Nivel de campo
En la base de la jerarquía se encuentra el nivel de campo, compuesto por los equipos terminales de datos, como sensores y actuadores. Los sensores, que miden variables como temperatura, presión u óptica, y los actuadores, que controlan dispositivos como motores, válvulas e interruptores, están conectados a un PLC a través de un bus de campo. La comunicación entre los dispositivos del nivel de campo y el PLC correspondiente suele establecerse mediante una conexión punto a punto. Tanto las redes cableadas como las inalámbricas se utilizan para este propósito, lo que permite al PLC diagnosticar y parametrizar diversos componentes.
Componentes adicionales en la automatización industrial
Además de los tres niveles jerárquicos descritos, un sistema de automatización industrial básico requiere la integración de dos sistemas fundamentales: la fuente de alimentación industrial y los protocolos de seguridad y protección.
Los requisitos de potencia varían significativamente entre los distintos niveles de la jerarquía. Por ejemplo, los PLC generalmente operan con una fuente de 24V DC, mientras que los motores más grandes suelen requerir corriente alterna monofásica o trifásica. Por lo tanto, es esencial disponer de una amplia gama de fuentes de alimentación que garanticen un funcionamiento continuo y sin interrupciones. Asimismo, es crucial asegurar la protección del software utilizado para controlar los PLC, dado que estos sistemas pueden ser vulnerables a modificaciones no autorizadas o ataques cibernéticos.
Considerando los niveles descritos y sus respectivos componentes, la estructura de un Sistema de Automatización Industrial Básico puede resumirse en la jerarquía descrita.
Futuro de la automatización industrial: innovación y colaboración
El futuro de la automatización industrial se vislumbra como un escenario altamente prometedor, pese a las críticas y preocupaciones que en ocasiones se le atribuyen, como la creencia infundada de que provocará un desempleo masivo. Los avances tecnológicos anticipan que los robots industriales del futuro serán máquinas multifuncionales, capaces de realizar diversas tareas con un solo dispositivo.
Estas máquinas no solo serán versátiles, sino que también incorporarán capacidades avanzadas como la toma de decisiones autónoma y la operación independiente. Además, se espera que integren funciones de autodiagnóstico y mantenimiento predictivo, lo que permitirá anticipar y resolver problemas antes de que afecten la producción.
La automatización industrial transformará las fábricas del futuro, optimizando el uso de energía, materias primas y recursos humanos. A diferencia de lo que algunos temen, la evidencia actual indica que la automatización no provocará un desempleo generalizado. De hecho, la incorporación masiva de robots en la industria está proyectada para generar nuevos empleos. Se prevé que humanos y robots colaboren, creando entornos laborales más eficientes y productivos, donde la sinergia entre ambos aumentará la capacidad y la eficacia de la producción industrial.
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El Ministerio de Comercio, Industria y Turismo de Colombia, anunció, mediante comunicado de prensa, que las exportaciones del sector manufacturero completaron cinco meses consecutivos de crecimiento. De acuerdo con la entidad, en febrero, el comportamiento positivo de las exportaciones colombianas estuvo impulsado por las ventas externas del sector agropecuario y de alimentos (9 %) y de los combustibles (8,9 %). La ministra de Comercio, Industria y Turismo, MarÃa Lorena Gutiérrez, manifestó su satisfacción por el resultado y explicó que la recuperación de la economÃa global incidió en el buen desempeño de las exportaciones colombianas. “El alza que muestran las exportaciones manufactureras es muy relevante. Esto es resultado de la polÃtica de diversificación de la oferta exportable en la que estamos empeñados y del trabajo de profundización y aprovechamiento de los acuerdos comerciales. Invito a los empresarios a seguir trabajando juntos en este proceso”, señaló la ministra Gutiérrez. El incremento de las ventas externas manufactureras en febrero estuvo impulsado por diferentes bienes. Productos como equipos de transporte (148,3%),  manufacturas de caucho (112,5%), abonos (97,6%), equipos y materiales fotográficos (93,1%), manufacturas de corcho y madera (89%), plásticos en formas primarias (78,5%), hierro y acero (51%), edificios prefabricados (46,5%), manufacturas de minerales no metálicos (46,3%) y productos medicinales y farmacéuticos (38,9%), entre otros, impulsaron esta clase de ventas. En cuanto al sector de las exportaciones agropecuarias y de alimentos se destacan productos como: pescado (155,9%), azúcares y preparados con azúcar y miel (111,7%), tabaco y sus productos (77,4%), aceites y grasas fijos de origen vegetal (71,6%), pienso para animales (50,7%), carne y preparados de carne (45,9%) y bebidas (42,5%), entre otros. Por otro lado, las exportaciones totales colombianas en el primer bimestre aumentaron 13,9 % al compararlas con igual periodo de 2017. Las manufactureras crecieron 20,5%, las agropecuarias y de alimentos 17,7% y las de combustibles 15,3% en los dos primeros meses del 2018. Argentina, con un incremento de 158%, Paraguay (133,2%), Canadá (135,4%), Austria (119,7%), Francia (83,4%), Corea del Sur (40,5%), Costa Rica (15,7%) y Estados Unidos (4,6%) son algunos de los socios comerciales a los que más crecieron las exportaciones colombianas en los dos primeros meses de este año.El Ministerio de Comercio, Industria y Turismo de Colombia, anunció, mediante comunicado de prensa, que las exportaciones del sector manufacturero completaron cinco meses consecutivos de crecimiento. De acuerdo con la entidad, en febrero, el comportamiento positivo de las exportaciones colombianas estuvo impulsado por las ventas externas del sector agropecuario y de alimentos (9 %) y de los combustibles (8,9 %). La ministra de Comercio, Industria y Turismo, MarÃa Lorena Gutiérrez, manifestó su satisfacción por el resultado y explicó que la recuperación de la economÃa global incidió en el buen desempeño de las exportaciones colombianas. “El alza que muestran las exportaciones manufactureras es muy relevante. Esto es resultado de la polÃtica de diversificación de la oferta exportable en la que estamos empeñados y del trabajo de profundización y aprovechamiento de los acuerdos comerciales. Invito a los empresarios a seguir trabajando juntos en este proceso”, señaló la ministra Gutiérrez. El incremento de las ventas externas manufactureras en febrero estuvo impulsado por diferentes bienes. Productos como equipos de transporte (148,3%),  manufacturas de caucho (112,5%), abonos (97,6%), equipos y materiales fotográficos (93,1%), manufacturas de corcho y madera (89%), plásticos en formas primarias (78,5%), hierro y acero (51%), edificios prefabricados (46,5%), manufacturas de minerales no metálicos (46,3%) y productos medicinales y farmacéuticos (38,9%), entre otros, impulsaron esta clase de ventas. En cuanto al sector de las exportaciones agropecuarias y de alimentos se destacan productos como: pescado (155,9%), azúcares y preparados con azúcar y miel (111,7%), tabaco y sus productos (77,4%), aceites y grasas fijos de origen vegetal (71,6%), pienso para animales (50,7%), carne y preparados de carne (45,9%) y bebidas (42,5%), entre otros. Por otro lado, las exportaciones totales colombianas en el primer bimestre aumentaron 13,9 % al compararlas con igual periodo de 2017. Las manufactureras crecieron 20,5%, las agropecuarias y de alimentos 17,7% y las de combustibles 15,3% en los dos primeros meses del 2018. Argentina, con un incremento de 158%, Paraguay (133,2%), Canadá (135,4%), Austria (119,7%), Francia (83,4%), Corea del Sur (40,5%), Costa Rica (15,7%) y Estados Unidos (4,6%) son algunos de los socios comerciales a los que más crecieron las exportaciones colombianas en los dos primeros meses de este año.