Automatización Directa versus Automatización en la Industria de Procesos
Diferencias entre los procesos continuos y los procesos discretos, y las peculiaridades y necesidades de cada tipo de industria.
Los procesos discretos suelen estar emplazados dentro de una secuencia temporal que podremos acelerar o frenar, o incluso parar, sin grandes implicaciones.
Por ejemplo, una cinta transportadora de un supermercado o una máquina que fabrique cápsulas de café, serían procesos industriales discretos.
En el primer ejemplo, arrancaríamos la cinta dependiendo de si ha llegado un cliente o no, de la cantidad de productos que haya en la cinta transportadora y vayamos despachando o en el segundo ejemplo, si necesito incorporar un tercer turno nocturno de producción o quitarlo. Más complejo aunque dentro de este marco de proceso discreto entraría la industria del automóvil. En definitiva, los procesos discretos se pueden parar fácilmente sin consecuencias graves.
Por el contrario, un proceso continuo no se puede parar fácilmente. De ahí que sea continuo. Una central hidroeléctrica producirá más o menos energía dependiendo del caudal y de las necesidades, pero siempre estará produciendo. Lo mismo sucede con un horno industrial o con una papelera. Esto es debido a que las materias primas que se utilizan en estos procesos (el metal y la pasta de papel en nuestros dos ejemplos), alcanzan un estado al arrancar la producción, que impide que se pueda parar el proceso sin consecuencias negativas, tanto de seguridad para las materias y para las personas, como económicas.
Procesos industriales discretos automatizados (automatización discreta o “discrete automation”)
Los procesos industriales discretos automatizados son aquellos donde el proceso de fabricación se va realizando de manera secuencial; se van ensamblando componentes en el proceso de producción hasta que se obtiene el producto terminado.
En estos procesos normalmente la fabricación es por partes, por eventos o por hitos. Y se denominan discretos porque se suelen manejar magnitudes digitales del tipo “todo” o “nada”, representando conceptos como, por ejemplo, si una pieza está o no está, si ha llegado al sitio que le corresponde o no, si estoy en zona de seguridad o no, etc…
Por supuesto, en los procesos con automatización discreta también hay magnitudes analógicas, pero las digitales representan un porcentaje mucho más alto.
En aquellos procesos industriales discretos donde los materiales, componentes y productos se mueven o desplazan manualmente, y el coste laboral de dicha manipulación es relevante, entra en juego la eficiencia en la metodología de fabricación. Es ahí donde la automatización discreta reduce los desechos y taras, reduce drásticamente los plazos de entrega, incrementa la flexibilidad y a la vez genera, de manera constante, productos de alta calidad.
La automoción y la industria de la máquina de herramienta son dos grandes segmentos y jugadores de la industria con automatización discreta. Pero también lo son la aeronáutica, los computadores y el ensamblaje de componentes, entre otros.
Aquí los productos involucrados suelen ser los PLCs, las Pantallas (HMI), los accionamientos como variadores, servos, servomotores, motores lineales o también los robots industriales, y los paquetes de software para diseño e ingeniería del proceso discreto.
Procesos industriales continuos automatizados (automatización de procesos o “process automation”)
Los procesos industriales con automatización continua son aquellos donde el proceso de fabricación se va realizando de manera constante y la materia prima fluye de manera continua, a través del proceso de producción.
Se denominan continuos porque se suelen manejar magnitudes de tipo continuo y gradual, como son las temperaturas, los flujos, los caudales, las presiones, el nivel, etc. En general, hablamos de magnitudes definidas en formato analógico (infinitos valores). La variable tiempo entra en juego normalmente, en todas ellas (temperatura en función del tiempo, etc.)
Estos procesos admiten normalmente modelos matemáticos relativamente simples, basados en ecuaciones diferenciales. Estos modelos muchas veces son lineales o admiten ser linealizados, por lo que se obtienen con relativa facilidad y son exactos (siempre y cuando las hipótesis supuestas sean ciertas). Suelen representar el comportamiento de sistemas físicos que siguen leyes físicas elementales.
Como procesos industriales continuos automatizados, podemos destacar los procesos químicos, farmacéuticos, metalúrgicos, petróleo y gas, fabricación de comida y bebida, la generación eléctrica (como puede ser una central hidroeléctrica), entre otros.
Estos procesos continuos se automatizan normalmente con ordenadores industriales, PLCs de alta capacidad, DCS y sistemas de supervisión SCADA.
Artículo de ABB