PROCESOS INDUSTRIALES DE MANUFACTURA

TRANSFORMACION DE MATEIA PRIMA: En todo proceso de transformación de la materia prima, en producto elaborado, aquella pierde peso, por lo que se generan residuos. Cuanto más peso se pierda más residuos se generan, pero también más importancia tendrá la ubicación de la materia prima en la localización de la industria, puesto que el coste del transporte de la mercancía, para la misma distancia, aumenta con el volumen. Sin embargo, hay excepciones, como en el caso de que el producto elaborado sea muy frágil o necesite medios de transporte muy especializados, y por lo tanto más caros. Por otra parte, es raro el producto elaborado que utiliza una sola materia prima. En este caso será más importante el recurso que más peso pierda en el proceso de elaboración.
Algunas industrias utilizan como materia prima productos elaborados por otras fábricas y su pauta de localización está en función de la ubicación de esas otras factorías, sobre todo si están instaladas antes que ella.
Pero además, muchas compañías se instalan allí donde ya hay otras industrias; en busca de las economías de aglomeración que generan los servicios conjuntos de las empresas. La cercanía a una zona industrial se busca para conseguir estas economías de aglomeración.
Uno de los fenómenos más llamativos de la actividad industrial es la contaminación que produce. La materia prima perdida en el proceso de elaboración se introduce en el medio de manera masiva, por encima de las posibilidades que tiene la naturaleza de recuperarse, generando, así, la contaminación. Por otro lado, el ritmo de consumo de los recursos naturales también puede ser un problema, ya que un uso mayor a su umbral de renovación lleva, inexorablemente, al agotamiento del recurso, y por consiguiente, al cierre de la industria por falta de materia prima que transformar.
La eliminación de los desechos o su acumulación, o la escasez producida por la depredación, pueden hacer desaparecer una región industrial, debido a las pocas garantías de pervivencia. El modelo capitalista de producción industrial tiene todas estas características, lo que la convierte en el mayor agente de agresión al medio natural, en el que encuentra sus recursos.

La transformación de materia prima - de origen vegetal, animal o mineral - en productos, se realiza mediante una serie de etapas que, en su conjunto, constituyen el proceso de producción industrial.
Cuando la producción se lleva a cabo en empresas industriales montadas especialmente para diseñar, fabricar y comercializar un determinado producto, la fabrica cuenta con los siguientes recursos:
Bienes de Capital (máquinas, herramientas o instrumentos) necesarios para la producción de un cierto bien.
Insumos como materias primas o servicios (gas, energía eléctrica).
Mano de Obra (que se contrata luego de una adecuada selección) necesaria para realizar y administrar el proceso.
Los trabajadores elaboran los productos en líneas de producción, utilizando las materias primas y los demás insumos necesarios para la fabricación.

ETAPAS O FACES DE UN PROCESO INDUSTRIAL DE MANOFACTURA:Flujo de material: En un proceso de manufactura, los materiales Entran en el almacén; salen de él para su transformación; salen otra vez para otra fase ulterior de la elaboración; vuelven a entrar y así sucesivamente, hasta que, por último, vuelven al almacenamiento en forma de producto final ya acabado y a punto para ser embarcado o enviado. Cada vez que se entrega una mercancía, o que se saca del almacén, este movimiento se anota en los registros de inventarios.Ejemplo de flujo de material:

Flujo de energía: los diversos tipos de energia que son utilizados en un procesos de manufactura el mas relevante es la energia electrica, que es la encargada de poner en marcha la diferente maquinaria existente en la linea de producción.
La energia electrica es la mas utilizada en los procesos por q se puede transformar en energia mecanica, y esta se presta para multiples funciones

Flujo de la información:Nivel de Acción / Sensado (nivel de célula): También llamado nivel de instrumentación. Está formado por los elementos de medida (sensores) y mando (actuadores) distribuidos en una línea de producción. Son los elementos más directamente relacionados con el proceso productivo ya que los actuadores son los encargados de ejecutar las órdenes de los elementos de control para modificar el proceso productivo, y los sensores miden variables en el proceso de producción, como por ejemplo: nivel de líquidos, caudal, temperatura, presión, posición. Como ejemplo de actuadores se tienen los motores, válvulas, calentadores.Nivel de Control (nivel de campo): En este nivel se sitúan los elementos capaces de gestionar los actuadores y sensores del nivel anterior tales como autómatas programables o equipos de aplicación específica basados en microprocesador como robots, máquinas herramienta o controladores de motor. Estos dispositivos son programables y permiten que los actuadores y sensores funcionen de forma conjunta para ser capaces de realizar el proceso industrial deseado. Los dispositivos de este nivel de control junto con los del nivel inferior de acción/sensado poseen entidad suficiente como para realizar procesos productivos por sí mismos. Es importante que posean unas buenas características de interconexión para ser enlazados con el nivel superior (supervisión), generalmente a través de buses de campo.Nivel de Supervisión (nivel de planta): En este nivel es posible visualizar cómo se están llevando a cabo los procesos de planta, y a través de entornos SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) poseer una “imagen virtual de la planta” de modo de que ésta se puede recorrer de manera detallada, o bien mediante pantallas de resumen ser capaces de disponer de un “panel virtual” donde se muestren las posibles alarmas, fallos o alteraciones en cualquiera de los procesos que se llevan a cabo.Nivel de Gestión (nivel de fábrica): Este nivel se caracteriza por: Gestionar la producción completa de la empresa, Comunicar distintas plantas, Mantener las relaciones con los proveedores y clientes, Proporcionar las consignas básicas para el diseño y la producción de la empresa, en el se emplean PCs, estaciones de trabajo y servidores de distinta índole.

EQUIPOSY HERRAMIENTAS PARA AUTOMATIZAR UN PROCESO , SISTEMA O MAQUINA

DISPOSITIVOS DE ENTRADA,SENSORES OTRASMISORES:Estos dispositivos permiten al usuario del ordenador introducir datos, comandos y programas en la CPU. El dispositivo de entrada más común es un teclado similar al de las máquinas de escribir. La información introducida con el mismo, es transformada por el ordenador en modelos reconocibles. Otros dispositivos de entrada son los lápices ópticos, que transmiten información gráfica desde tabletas electrónicas hasta el ordenador; joysticks y el ratón, que convierte el movimiento físico en movimiento dentro de una pantalla de ordenador; los escáneres luminosos, que leen palabras o símbolos de una página impresa y los traducen a configuraciones electrónicas que el ordenador puede manipular y almacenar; y los módulos de reconocimiento de voz, que convierten la palabra hablada en señales digitales comprensibles para el ordenador. También es posible utilizar los dispositivos de almacenamiento para introducir datos en la unidad de proceso. Otros dispositivos de entrada, usados en la industria, son los sensores.

dispositivos de salida: Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados de los cálculos o de las manipulaciones de datos de la computadora. El dispositivo de salida más común es la unidad de visualización, que consiste en un monitor que presenta los caracteres y gráficos en una pantalla similar a la del televisor. Por lo general, los monitores tienen un tubo de rayos catódicos como el de cualquier televisor, aunque los ordena-dores pequeños y portátiles utilizan hoy pantallas de cristal líquido (LCD, acrónimo de Liquid Crystal Displays) o electroluminiscentes. Otros dispositivos de salida más comunes son las impresoras, que permiten obtener una copia impresa de la información que reside en los dispositivos de almacenamiento, las tarjetas de sonido y los módem.

ACTUADORES:Los actuadores tienen como misión general el movimiento de los elementos del robot según las ordenes dadas por la unidad de control. Los actuadores utilizados en la robótica pueden emplear energía neumática, hidráulica o eléctrica.
Las características a considerar son entre otras:
Potencia. Controlabilidad Peso y volumen. Precisión. Velocidad. Mantenimiento. Coste. Se clasifican en tres grandes grupos, según la energía que utilizan:
Neumáticos. Hidráulicos. Eléctricos Los actuadores neumáticos, utilizan el aire comprimido como fuente de energía y son muy indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada.
Los motores hidráulicos son recomendables en los manipuladores que tienen una gran capacidad de carga, junto a una precisa regulación de velocidad.
Los motores eléctricos son los mas utilizados, por su fácil y preciso control, así como por otras propiedades ventajosas que establecen su funcionamiento, como consecuencia del empleo de la energía eléctrica.

EL REGULADOR O CONTROL: Los reguladores electrónicos utilizan componentes electrónicos, que tienen muchas ventajas respecto a los elementos mecánicos de los reguladores electromecánicos: no tienen movimiento y por lo tanto carecen de desgaste, su peso es mucho menor, su tamaño es también menor permitiendo colocarlos directamente en las escobillas, y en definitiva son más fiables y eficaces.
El principio de funcionamiento es idéntico, el regulador funciona como un interruptor que corta la corriente del rotor cuando el voltaje llega a un determinado valor.
Necesitamos un elemento que sea capaz de detectar el voltaje, y ese elemento es el diodo Zener.
Para cortar la corriente o dejarla pasar utilizamos transistores, asociados como fases de potencia (también existen modelos con tristores):
- Alimentamos el circuito de excitación a través de un transistor (T2) cuya base estará alimentada (T2 conduce) cuando el voltaje sea inferior al máximo.
- Cuando el voltaje alcanza un valor máximo, el diodo Zener actúa dejando pasar corriente que alimenta la base de otro transistor (T1) que desvía a masa la corriente que antes iba a la base de T1. De esta forma la corriente que antes iba al rotor ahora va a masa (T2 conduce) y además el circuito de excitación está abierto (T1 no conduce).
El inductor no recibe corriente, no hay campo magnético y el alternador no genera corriente, con lo que el voltaje disminuye, el diodo Zener deja de conducir y ya no alimenta la base de T2 que deja de conducir, pasando a la base de T1 que vuelve a conducir y la corriente de excitación se dirige de nuevo al rotor.
Este proceso se repetirá continuamente, pero el proceso es electrónico y no hay desgaste.
Al igual que los electromagnéticos, los reguladores electrónicos se conectan a las escobillas + y - del rotor. En un principio mediante cables igual que los electromagnéticos, y posteriormente directamente a las escobillas gracias a su reducido tamaño.
Los reguladores electrónicos incorporan además otros elementos electrónicos, resistencias, condensadores, etc. que sirven para controlar las corrientes interiores y proteger los distintos elementos principales. Son poco importantes pues varían mucho de un modelo a otro y mucho más de una casa a otra, no se puede actuar sobre ellos ni comprobarlos y son complementos adicionales que no nos interesan para nada.
Pero hay un elemento que si debemos tener en cuenta ya que su correcto funcionamiento es importante y podemos comprobarlo facilmente, es el diodo de proteccion.
Este diodo conecta las escobillas - y + de forma que permite que cuando se corta la corriente, la corriente de autoinducción que se genera recircule por el rotor sin entrar en el regulador, pues esta corriente es de un alto voltaje y podría dañar el regulador. Se comprueba con una lámpara de pruebas, viendo que no está cortocircuitado (no conduce de + a - ) ni cortado (no conduce en ninguno de los dos sentidos).
Tipos de reguladores electrónicos
Independientemente de la estructura electrónica interior que varía enormente de una casa otra, basándonos en el modelo general los regularores electrónicos pueden ser:
Incorporados a las escobillas o exteriores (unidos por cables).
Según el número de cables:
En un principio tenían
Cable + para el diodo Zener (rojo).
Cable + Exc. para el circuito de excitación, escobilla positiva (azul).
Incluso 3, uno para cada diodo de excitación.
Cable - Exc. para el circuito de excitación, escobilla negativa (verde).
Si no hace masa por si mismo, cable negro de masa.
Pero se dieron cuenta de que el del diodo Zener y el circuito de excitación eran el mismo y eliminaron uno (uniéndolo en el interior). De manera que lo normal es que solo tengan 2 cables, para la unión a las escobillas.
También pueden tener otros cables para otras funciones auxiliares, cuentarrevoluciones, etc.
Y existen otros modelos como los de la marca Paris-Rhone en los que del regulador incorporado sale un cable amarillo + y otro azul, en este caso para la comprobación debemos unir la escobilla positiva y el cable amarillo.
Bosch también tiene un modelo similar pero en este caso los cables son rojo (el amarilo) y marron (el AZUL)

DISPOSITIVOS DE INTERFAS DE POTENCIA:Las interfaces de potencia son dispositivos intermedios entre nuestro microcontrolador y aparatos que requieran cantidades de corriente mayores a los que pueden manejar nuestro microcontrolador (por lo general estamos hablando de 20 miliamperios como máximo por pin), motores de paso, DC, servomotores, lamparas, reflectores, grupos de leds son ejemplos de dispositivos que podriamos a llegar a controlar desde el microcontrolador. Por ejemplo es un grave error tratar de conectar un motor directamente a los pines del microcontrolador. Nos valdremos de transistores, reles, puentes-H o interfaces eléctronicas de control, para construir nuestras interfaces de potencia.

Transistores.
Los transistores pueden funcionar como amplificadores o interruptores, si los utilizamos como interruptores al igual que los relés pueden manejar corrientes altas, controlados por corrientes bajas. Los transisotres son dispositivos de tres terminales (patas) y en el caso de los bipolares sus terminales se llaman emisor base y colector, al poner una corriente pequeña en la base, una corriente alta puede pasar del colector al emisor. Entre los transistores bipolares podemos diferenciar dos tipos NPN y PNP.

En un transistor NPN:
La base controla el transistor. El emisor es la conexión a tierra. El colector conectará la parte de la carga a tierra.
Postulados.
La conexión base / emisor es como un diodo (Un LED que no emite luz) donde siempre habrán 0.7 volts. Si hay cero voltios o menos de 0.7 voltios en la base del transistor el diodo no conducirá y no habrá conducción entre colector y emisor. Si el diodo conduce el transistor se prende y la corriente podrá pasar del colector al emisor.

Transistores PNP.
Trabaja igual que un transistor NPN con la diferencia que el diodo base emisor está al revés. Esto quiere decir que para funcionar la base debe estar 0.7 volts, por debajo del emisor, lo cual quiere decir que tendríamos que poner un voltaje negativo para hacerlo funcionar. Por este motivo no utilizaremos transistores PNP sino NPN con el Stamp. A menos que necesitemos realmente un PNP y hagamos una combinación con varios transistores para poder hacer funcionar el circuito.

Relés.
Son interruptores controlados por una pequeña corriente eléctrica. Según el relé estos pueden ser energizados con una corriente muy pequeña, por lo que pueden ser disparados directamente por el Stamp. (asegurarse que no se sobrepasen los 8 miliamperios y que está conectado el diodo de protección.) El relé conectará una fuente de alimentación separada al circuito del Stamp entregando la corriente necesaria para el funcionamiento del dispositivo a controlar. Al ser un interruptor mecánico puede ser bastante lento, tarda un par de milisegundos para cerrarse, si queremos switchear algo muy rápido el relé no será el dispositivo mas efectivo. Para este tipo de trabajos utilizaremos un transistor.

DISPOSITIVOS DE INTERFAS DE USUARIO:Las interfaces básicas de usuario son aquellas que incluyen cosas como menús, ventanas, teclado, ratón, los "beeps" y algunos otros sonidos que la computadora hace, en general, todos aquellos canales por los cuales se permite la comunicación entre el hombre y la computadora.
La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediación, entre hombre y máquina. La interfaz es lo que "media", lo que facilita la comunicación, la interacción, entre dos sistemas de diferente naturaleza, típicamente el ser humano y una máquina como el computador. Esto implica, además, que se trata de un sistema de traducción, ya que los dos "hablan" lenguajes diferentes: verbo-icónico en el caso del hombre y binario en el caso del procesador electrónico.

Dentro de las Interfaces de Usuario se distinguir básicamente dos tipos :
Una interfaz de hardware, a nivel de los dispositivos utilizados para ingresar, procesar y entregar los datos: teclado, ratón y pantalla visualizadora; y
Una interfaz de software, destinada a entregar información acerca de los procesos y herramientas de control, a través de lo que el usuario observa habitualmente en la pantalla.