Automatización Industrial

La **automatización industrial** (*automatización*: del griego antiguo *auto*, ‘guiado por uno mismo’) es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para fines industriales. Como una disciplina de la ingeniería más amplia que un 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 y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.

## Antecedentes históricos

### Prehistoria

Las primeras máquinas simples sustituían una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un objeto pesado con un sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron capaces de sustituir la energía humana o animal por formas naturales de energía renovable, tales como el viento, las mareas, o un flujo de agua.

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 el año 300 AC.

### Siglo XIX

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 humano. 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, no siendo posible justificar sus altos costos iniciales.

### Siglo XX

La automatización había existido por muchos años en una escala pequeña, y para mediados del siglo XX aún utilizaba mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de manufactura. El concepto solamente llegó 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 cómputo, precio y tamaño, como para ser aplicadas en la industria, empezaron a aparecer en la década de los años 1960. Antes de ese tiempo, las computadoras industriales eran 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 anónimo 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".

## La automatización y el cuerpo humano

Existen muchos trabajos que no presentan el riesgo inmediato de la automatización. Ningún dispositivo que haya sido inventado puede competir, en la precisión y certeza en muchas tareas, contra el ojo humano; tampoco contra el oído humano. Cualquier persona 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.

## Tecnologías que componen la automatización industrial

* Electricidad industrial.
* Neumática industrial.
* Oleohidráulica industrial.
* Autómatas programables.
* Comunicaciones industriales.
* Robótica industrial.

## Sistemas de control distribuido

Existe un concepto fundamental y muy actual en torno a la automatización industrial y es el de DCS (sistemas de control distribuido). Un sistema de control distribuido está formado por varios niveles de automatización que van desde un mínimo de 3 hasta 5. Los mismos se denominan: nivel de campo (donde se encuentran los sensores y actuadores), nivel de control (donde se encuentran los PLCs o las Estaciones de Automatización), nivel de supervisión (donde se encuentran las Estaciones de Operación y los Servidores de Proceso), nivel MES (donde se encuentran PCs con softwares especializados para la distribución de toda la información de planta así como la generación de reportes)y el nivel ERP (donde se encuentran igualmente PCs con softwares especializados para la planificación y administración de la producción de toda la industria o empresa).

Se utilizan computadoras especializadas y tarjetas de entradas y salidas tanto analógicas como digitales para leer entradas de campo a través de sensores y para generar, a través de su programa, 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).

## Interfaces hombre-máquina

Las interfaces hombre-máquina (HMI) o interfaces hombre-computadora (CHI) suelen emplearse para comunicarse con los PLCs y con 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 y el personal que opera directamente en la HMI o SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos) es conocido como personal de operación.

## Aplicaciones emergentes

### Minería automatizada

La minería automatizada implica la eliminación del trabajo humano del proceso minero.​ La industria minera está en la transición hacia la automatización. La minería automatizada es un término general que se refiere a dos tipos de tecnología. El primer tipo se refiere a la automatización de procesos y software; el segundo tipo se ocupa de aplicar la tecnología robótica a los vehículos y equipos mineros.

### Automatización de los procesos de negocio

La automatización de los procesos de negocio es la automatización industrial de los procesos de negocio complicados a través de la habilitación de tecnología. Se puede optimizar un negocio para hacerlo más sencillo,​ lograr transformación digital, aumentar calidad en el servicio, mejorar los servicios repartidos o contener los costos. Automatización de los procesos de negocio puede conseguir la integración de applicaciones, la reestructuració de la fuerza laboral y usar software de aplicación a través de toda la organización. Se puede implementar la automatización de los procesos de negocio en varias áreas que incluyen mercadotecnia,​ ventas y flujo de trabajo.

### Platooning

Platooning es la construcción de una autovía automatizada.

El platooning reduce la distancia entre vehículos empleando para ello enganches electrónicos, y también, posiblemente dispositivos mecánicos. Este mecanismo permite que los vehículos engarzados puedan acelerar o frenar síncronamente, de tal forma que se elimina la distancia de reacción necesaria para los humanos, permitiendo insertar una mayor cantidad de vehículos en las carreteras. La puesta en circulación de este sistema de transporte necesita de la adquisición de nuevos vehículos o de la modificación de los actuales para que pueda implementarse en ellos el platooning. Los vehículos inteligentes permitirán, debido a sus sistemas de inteligencia artificial a bordo, incluirse o abandonar los platoons.

## Referencias

* Automatizacion Industrial - Introducción a la Automatización Industrial
* Scada - Definición sistemas SCADA