Matlab

MATLAB (abreviatura de MATrix LABoratory, "laboratorio de matrices") es una herramienta de software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M).

Fue creado por Cleve Moler en 1984, surgiendo la primera versión con la idea de emplear paquetes de subrutinas escritas en Fortran en los cursos de álgebra lineal y análisis numérico, sin necesidad de escribir programas en dicho lenguaje. El lenguaje de programación M fue creado en 1970 para proporcionar un sencillo acceso al software de matrices LINPACK y EISPACK sin tener que usar Fortran.

Características principales:

• Lenguaje de alto nivel para la computación técnica.
• Entorno de desarrollo para la gestión de código, archivos y datos.
• Herramientas interactivas para la exploración iterativa, el diseño y la resolución de problemas.
• Funciones matemáticas para álgebra lineal, estadísticas, análisis de Fourier, filtrado, optimización e integración numérica.
• 2-D y gráficos 3-D las funciones de visualización de datos.
• Herramientas para la creación de interfaces personalizadas gráfica de usuario.
• Funciones para integrar los algoritmos basados en MATLAB con aplicaciones externas, e idiomas, tales como C, C + +, Fortran, Java, COM y Microsoft Excel. 

Aplicaciones:

• Sistemas de comunicaciones.
• Biología computacional.
• Finanzas Computacionales.
• Sistemas de control.
• Procesamiento de señales digitales.
• Sistemas embebidos.
• Diseño FPGA.
• Procesamiento de imagen y vídeo.
• Mecatrónica.
• Cálculo técnico.
• Prueba y medición.

Grafcet

El Grafcet (Graphe de commande etape-transition) es un método gráfico que permite representar los sistemas secuenciales contemplando entradas, acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas acciones.

Es importante destacar que el Grafcet no sirve únicamente para describir automatismos sino para explicar cualquier cosa que sea secuencial. Así podría ser muy útil para explicar una receta de cocina, el funcionamiento de un convertidor electrónico, un plan de estudios, un ensayo de laboratorio, etc.

Se compone de un conjunto de:

• Etapas a las que van asociadas acciones:

• Transiciones a las que van asociadas receptividades:

• Uniones orientadas que unen las etapas a las transiciones y las transiciones a las etapas:

 Las principales estructuras son las siguientes:

• Lineal:

• Con redireccionamiento:

• Simultáneas:

Multiplexado

Se puede definir como un proceso consistente en recibir mensajes de diferentes fuentes y enviarlas a un destino común. A la inversa, la técnica de multiplexado permite enviar a puntos de destino diversos datos que proceden de una fuente común.

Existen muchas estrategias según el protocolo de comunicación empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados son:

• La multiplexación por división de tiempo o TDM (Time division multiplexing ).
• La multiplexación por división de frecuencia o FDM (Frequency-division multiplexing) y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDM (de Wavelength).
• La multiplexación por división en código o CDM (Code division multiplexing).

Cuando existe un esquema o protocolo de multiplexación pensado para que múltiples usuarios compartan un medio común, como por ejemplo en telefonía móvil o WiFi, suele denominarse control de acceso al medio o método de acceso múltiple. Como métodos de acceso múltiple destacan:

• El acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA).
• El acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
• El acceso múltiple por división de código (CDMA).

Java

Java es un lenguaje de programación originalmente desarrollado por James Gosling de Sun Microsystems (la cual fue adquirida por la compañía Oracle) y publicado en el 1995 como un componente fundamental de la plataforma Java de Sun Microsystems.

Una de las principales características que favoreció el crecimiento y difusión del lenguaje Java es su capacidad de que el código fuente funcione sobre cualquier plataforma de software y hardware, es decir, un mismo programa puede ejecutarse en varios sistemas sin tocar el código fuente, así pues, actualmente es considerado la base para prácticamente todos los tipos de aplicaciones de red, además del estándar global para desarrollar y distribuir aplicaciones móviles, juegos, contenido basado en web y software de empresa. Con más de 9 millones de desarrolladores en todo el mundo, Java le permite desarrollar, implementar y utilizar de forma eficaz interesantes aplicaciones y servicios.

Se pueden distinguir tres tipos de código en Java:

• Código fuente. Es un conjunto de líneas escritas por el programador, mediante las cuales se da órdenes a la computadora para que ejecute dicho programa.
• Bytecode: Es un código intermedio entre el código fuente y el código maquina, se suele tratar como un fichero binario que contiene un programa ejecutable.
• Código maquina: Es un código binario con el que trabaja el procesador para realizar las operaciones.

Se ha convertido en un gran valor para los desarrolladores, ya que permite:

• Escribir software en una plataforma y ejecutarla virtualmente en otra.
• Crear programas que se puedan ejecutar en un explorador y acceder a servicios Web disponibles.
• Desarrollar aplicaciones de servidor para foros en línea, almacenes, encuestas, procesamiento de formularios HTML y mucho más.
• Combinar aplicaciones o servicios que utilizan el lenguaje Java para crear aplicaciones o servicios con un gran nivel de personalización.
• Escribir aplicaciones potentes y eficaces para teléfonos móviles, procesadores remotos, productos de consumo y prácticamente cualquier otro dispositivo electrónico.

Simatic STEP 7

STEP 7 es un Software de Programación de PLC creado por la empresa alemana Siemens y está ampliamente extendido en todo el país germano. Los autómatas SIMATIC constituyen un estándar, compitiendo en primera línea con otros sistemas de programación y control lógico de autómatas. Desde el 27 de Febrero de 2013 está disponible en el mercado la versión 12 del mismo.

Con STEP-7 se puede programar en los siguientes lenguajes:

• FUP - Diagrama de funciones
• KOP - diagrama de contactos
• AWL - lista de instrucción

Utiliza herramientas de ingeniería para el diagnóstico,simulación y control simple o complejo de los bucles de programados. Todas las operaciones están centralizadas y permiten funcionar con cualquier tipo de datos.

Con STEP 7 se tiene acceso a los controladores SIMATIC. A partir de esto se consigue el Siemens Automation Totally Integrated, con ventajas para los usuarios de dispositivos SIMATIC en las diferentes tareas.

Unimate

Unimate fue el primer robot industrial, creado en los años 50 por George Devol e instalado por primera vez en una línea de montaje de la fábrica de General Motors de Ewing, New Jersey, Estados Unidos.

La máquina realizaba el trabajo de transportar las piezas fundidas en molde hasta la cadena de montaje y soldar estas partes sobre el chasis del vehículo, una peligrosa tarea para los trabajadores, quienes podían exponerse a inhalar los gases de combustión de las soladuras o a perder un miembro si no llevaban precaución.

El Unimate original constaba de una enorme caja computerizada, unida a otra caja que se conectaba a un brazo articulado, con un programa de tareas almacenado en una memoria de tambor.

En 2003 fue seleccionado para formar parte del Robot Hall of Fame.

AnyLogic

AnyLogic es una creación de XJ Technologies, una compañía con sede en San Petersburgo que desarrolla, comercializa y vende software de simulación de ultima generación.

AnyLogic™ es la única herramienta de simulación multi-paradigma en el mercado. Le permite al modelador combinar y usar de manera eficiente en una sola plataforma los ambientes de simulación de Eventos Discretos (Discrete Event), Basada en Agentes (Agent Based) y Dinámica de Sistemas (System Dynamics), para adquirir mayor entendimiento sobre el sistema modelado.

El robot de Leonardo

El robot de Leonardo fue un autómata humanoide diseñado por Leonardo da Vinci alrededor del año 1495.

Su diseño, considerado el primer robot humanoide de la civilización occidental, seguía el canon de las proporciones humanas que Leonardo había definido anteriormente en su Hombre de Vitruvio.

El robot es un guerrero vestido con una armadura medieval germano-italiana, que aparentemente es capaz de hacer varios movimientos parecidos a los de los humanos como mover sus brazos, cuello y mandíbula, gracias a un sistema de cuerdas y poleas.

Sensores

De forma similar a los seres vivos, los autómatas facilitan la información necesaria para que los robots interpreten el mundo real. Todo autómata debe tener al menos un sensor con el que interactuar. La mayoría de los sistemas robóticos incluyen al menos sensores de obstáculos y algún sensor de guiado por infrarrojos o ultrasonidos. Los sensores avanzados, además de detectar algo, son capaces de reportar una medida de lo detectado.

Los sensores tienen tres partes:

• Captador: dispositivo sensible a una magnitud física y que emite energía.
• Transductor: recibe energía del captador, la transforma en energía eléctrica y la transmite.
• Acondicionador: recibe la señal del transductor y los ajusta a los niveles de voltaje e intensidad precisos.

Existen diversos tipos sensores:

• Sensores de luz.
• Sensores de presión y fuerza.
• Sensores de sonido.
• Sensores para medición de distancia.
• Sensores de gravedad posición.
• Sensores de temperatura.
• Sensores de humedad.
• Sensores de velocidad.
• Sensores de magnetismo.
• Sensores de ubicación geográfica.
• Sensores de proximidad.

Lenguajes

La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC por sus siglas en inglés, International Electrotechnical Commission) en su norma IEC 61131-3 define cinco tipos de lenguajes normalizados para programar autómatas, los cuales están interrelacionados y permiten su empleo para resolver conjuntamente un problema común según la experiencia del usuario. Dichos lenguajes son:

1-Ladder Diagram (LD) o Diagrama de contactos: es una representación gráfica de expresiones booleanas, combinando contactos (condiciones) con bobinas (resultados) similar a un diagrama de contactos eléctricos. Tiene sus orígenes en los Estados Unidos. Está basado en la presentación gráfica de la lógica de relés.

2-Structured Text o Texto estructurado (ST): es una lista de sentencias, cada sentencia termina en un separador ‘;’ y se incluye dentro de uno de los tipos básicos de: asignación, selección, iteración, control o especiales. Los nombres usados en el código fuente (identificadores de variables, constantes, palabras reservadas del lenguaje, etc.) se desagrupan usando separadores inactivos o activos. Sus orígenes son Ada, Pascal y C.

3-Functional Block Diagram (FBD) o Diagramas de Bloques Funcionales: Consiste en una representación gráfica de diferentes tipos de ecuaciones, los operadores son representados por cajas rectangulares de funciones y los operandos se conectan a su lado izquierdo (entradas) y derecho (salidas). Es muy común en aplicaciones que implican flujo de información o datos entre componentes de control y es ampliamente utilizado en Europa.

4-Instruction List (IL) o Lista de Instrucciones: es un lenguaje cuya estructura principal es una lista de instrucciones, donde cada instrucción debe ocupar una nueva línea. Cada línea contiene un operador, que es completado por modificadores opcionales y uno o más operandos, si la operación específica lo requiere. Procede del alemán Anweisungliste, AWL.

5-Sequential Function Chart (SFC) o Gráfico Funcional Secuencial: Es un conjunto gráfico de pasos y transiciones enlazados por conexiones orientadas. Cada transición es atada a una condición booleana. Las acciones de los pasos son detalladas usando otros lenguajes (ST, IL, LD, FBD).

¿Qué es API?

“La automatización de los procesos industriales constituye uno de los objetivos más importante de las empresas en la siempre incesante tarea de la búsqueda de la competitividad de un entorno cambiante y agresivo. La automatización de un proceso industrial, (máquina, conjunto o equipo industrial) consiste en la incorporación al mismo, de un conjunto de elementos y dispositivos tecnológicos que aseguren su control y buen comportamiento. Dicho automatismo, en general ha de ser capaz de reaccionar frente a las situaciones previstas de antemano y además frente a imponderables, tener como objetivo sustituir al proceso y a los recursos humanos que lo asisten en la situación más favorable.

Históricamente, los objetivos de la automatización han sido el procurar la reducción de costes de fabricación, una calidad constante en los medios de producción, y liberar al ser humano de las tareas tediosas, peligrosas e insalubres.

Desde los años 60 debido a la lata competitividad empresarial y a la internacionalización creciente de los mercados, estos objetivos han sido ampliamente incrementados. Téngase en cuenta que como resultado del entorno competitivo, cualquier empresa se ve sometida a grandes y rápidos procesos de cambio en la búsqueda de su adecuación a las demandas de mercado, neutralización de los avances de su competencia, o simplemente como maniobra de cambio de estrategia al verse acortado el ciclo de vida de alguno de sus productos. Ello obliga a mantener, medios de producción adecuados que posean una gran flexibilidad y puedan modificar oportunamente la estrategia de producción.

La aparición de la microelectrónica y el computador, ha tenido como consecuencia el que sea posible un mayor nivel de integración entre el sistema productivo y los centros de decisión de política empresarial.

La tecnología de la automatización se centra en el conocimiento de los dispositivos tecnológicos utilizados en la implementación de los automatismos, tales como transductores, preaccionadotes, dispositivos funcionales de aplicación específica (temporizadores, contadores, módulos secuenciadotes etc.) y los dispositivos lógicos de control (autómatas programables industriales).

Por otra parte el diseñador y el equipo de mantenimiento de los procesos automatizados, deben contar con una serie de procedimientos metodológicos que le permitan abordar de una manera sistematizada y potente el estudio preliminar, diseño, análisis y mantenimiento de estos sistemas automatizados.”

Doctor Emilio García Moreno, Profesor Titular de Automatización y Control de Procesos  en la Universitat Politècnica de València.