Resumen de Sistemas de Computación Industrial y Automatización

## Introducción La **informática industrial** es la aplicación de sistemas informáticos para supervisar, controlar y optimizar procesos industriales. A lo largo del siglo XX estos sistemas han evolucionado desde grandes computadores de propósito general hasta soluciones en tiempo real y equipos específicos que integran el control automático con la informática para reducir errores, mejorar la seguridad y aumentar la eficiencia productiva. > Definición: Un sistema informático industrial es un conjunto de hardware y software diseñado para adquirir, procesar y controlar datos y señales en entornos industriales, con requisitos de fiabilidad y, en muchos casos, restricciones temporales estrictas. ## 1. Breve historia y hitos clave - 1939: Alan Turing aporta las bases de la lógica computacional, influyendo en la evolución de la computación. - 1943–1952: Desarrollo del ENIAC y su versión mejorada EDVAC, introduciendo la idea del programa almacenado. - 1963: Estándar ASCII para intercambio de información. - 1965–1970s: Aparición de minicomputadoras (ej. PDP-8) que permitieron control industrial más accesible. - 1971–1980: Surgimiento del correo electrónico y de sistemas operativos comerciales; IBM y MS-DOS marcan la expansión de ordenadores personales. - 1991: Nacimiento de Linux como alternativa abierta para sistemas operativos. Did you know que la expansión de los minicomputadores en los años 60 y 70 permitió aumentar en decenas de miles los lazos de control gestionados electrónicamente en pocas años? ## 2. Conceptos fundamentales ### 2.1. Elementos de un sistema informático industrial - **Sensores y actuadores**: Captan magnitudes físicas (temperatura, presión, nivel) y actúan sobre el proceso. - **Controladores lógicos programables (PLC)**: Dispositivos robustos para control en tiempo real de procesos y máquinas. - **Ordenadores industriales**: Equipos que realizan tareas de cálculo, registro, análisis y visualización. - **Redes industriales**: Buses de campo y protocolos que interconectan sensores, actuadores, PLC y ordenadores. > Definición: Un PLC es un equipo electrónico diseñado para ejecutar lógicas de control en entornos industriales, con entradas/salidas digitales y analógicas, programación estructurada y alta fiabilidad. ### 2.2. Sistemas de Tiempo Real (STR) - Característica principal: no solo importa que el resultado sea correcto, sino **cuándo** se obtiene. Si se incumple el plazo temporal la ejecución se considera un fallo. - Tipos básicos: - Tiempo real estricto (hard real-time): fallo si no se cumple la cota temporal. - Tiempo real blando (soft real-time): degradación de servicio si se incumplen plazos, pero sin fallo catastrófico. > Definición: Un sistema de tiempo real es aquel cuyo comportamiento correcto depende tanto de la exactitud de los resultados como del cumplimiento de restricciones temporales. Práctico: En un sistema de control de movimiento robotizado, una señal de parada debe procesarse en un máximo de $10\;\mathrm{ms}$; si se retrasa, puede haber daños físicos: es un ejemplo de requisito de tiempo real estricto. ## 3. Arquitectura y comunicación - Las plantas industriales modernas combinan PLCs y ordenadores mediante **buses de campo** (por ejemplo, Profibus, Modbus, EtherCAT) para distribuir información y órdenes. - La **integración de datos** permite pasar información desde el nivel de control hasta sistemas de gestión y planificación. Tabla comparativa: PLC vs Ordenador industrial | Característica | PLC | Ordenador industrial | |---|---:|---:| | Robustez en entornos industriales | Alta | Media–Alta | | Facilidad de programación orientada a control | Alta (ladder, bloques) | Variable (C, Python, SCADA no incluido aquí) | | Determinismo temporal | Muy alto | Depende del sistema operativo | | Potencia de cálculo y visualización | Limitada | Alta | Did you know que la combinación de PLCs con ordenadores permite tanto la ejecución determinista de la lógica de control como el análisis avan