Comando Electrico Industrial

1

IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

2

IP CHILE CAPACITA - Sedes Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

2

IP CHILE CAPACITA - Sedes Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

• Comando eléctrico industrial

4

• Electricidad

4

• Energía eléctrica

5

• Características Características de los circuitos eléctricos

8

• Variables eléctricas

10

• Potencia eléctrica

12

• Ecuaciones de las potencias en c. A.

13

• Ejemplos de conductores

20

• Cobre vs otros materiales

22

• Canalizaciones

23

• Tubos conduit

24

• Cajas y accesorios para canalización con tubo conduit

27

• Registros condulet

29

• Alojamiento de conductores en tuberías conduit.

29

• Ductos

30

• Charolas

31

• Características Características de la protección termo magnética

34

• Transformadores

41

• Constitución de la maquina asincrónica trifásica (tipo de motores)

45

• Comando eléctrico

50

• Contactor eléctrico

53

• Sensores y transductores

55

• Características Características deseables de los transductores

56

3

IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

• Sensores de array táctil

59

• Sensores de proximidad

60

• Selección según los materiales del sensor material de la carcasa

64

• Selección según los materiales del sensor materiales del cable

65

• Estructura de un plano

65

• Aplicaciones industriales

75

• Partidores suaves

78

• Variador de frecuencia

79

• Prevención de riesgos

81

• Consideraciones generales

93

• Responsabilidades supervisor

94

4 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

COMANDO ELÉCTRICO INDUSTRIAL

ELECTRICIDAD La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa (denominados protones) y otros con carga positiva (los electrones).


ENERGÍA ELÉCTRICA La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales con ductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transpor tada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se maniesta al encender una ampolleta.



CARACTERISTICAS DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS Todo circuito eléctrico debe disponer de los siguientes componentes:


Elementos Constitutivos •

Fuente de Alimentación

•

Protección

•

Consumo

•

Conductores

•

Interruptor


VARIABLES ELECTRICAS Los principales parámetros eléctricos son:

•

Corriente

•

Voltaje

•

Impedancia (Resistencia + Reactancia)

•

Potencia

•

Energía Eléctrica (Watt – Hora)

CONCEPTO DE CORRIENTE Corriente Eléctrica es el movimiento o ujo organizado de electrones que circulan a través de un cuerpo conductor.

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA Es la cantidad de electrones que se desplazan por un cuerpo conductor, en el tiempo de un segundo.

Se designa con la letra “I” su unidad de medida es el “ Amper” y se mide con un instrumento denominado “ Amperímetro o Ampermetro ”.


VOLTAJE Es la fuerza o presión que se ejerce sobre los electrones, para que se desplacen a través de un circuito.

También se denomina “ Diferencia de Potencial ”, o “ Tensión Eléctrica ”.

Su unidad de medida es el “ Volt ” y se mide con un instrumento denominado Vólmetro o Voltímetro ”.

IMPEDANCIA Es la oposición al desplazamiento de los electrones, es decir, de la corriente eléctrica.

RESISTENCIA Es la impedancia que tiene el material que constituye el elemento (cobre, cerámica ). La resistencia es un parámetro pasivo.

Su unidad de medida es el “Ohm” y se mide con un instrumento denominado “Ohmetro”

REACTANCIA Es la impedancia provocada por la forma del elemento,

11

IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

POTENCIA ELECTRICA •

P = V x I [Watts]

La Potencia Eléctrica también se puede expresar como:

P = I2 x R ( P = I2 x Z )

o

P = V2 / R

La potencia se mide con un Wattmetro

12


POTENCIA ACTIVA Se designa con la letra P y su unidad de medida es el Watt.

Se maniesta en receptores que disipan su energía, en forma calórica.

Ejemplos: Calefactores, alumbrado incandescente, etc.

POTENCIA REACTIVA Se designa con la letra Q y su unidad de medida es el “VAR” (Volt Amper Reactivo).

Se maniesta en 2 formas:

Principales consumos:

•

Motores

•

Refrigeradores

•

Ballast (tubos uorescentes).

ECUACIONES DE LAS POTENCIAS EN C. A. POTENCIA ACTIVA

: P = √3 x V x I x Cos

(Watt)

POTENCIA REACTIVA

: Q = √3 x V x I x Sen

(VAR)

POTENCIA APARENTE

: S = √3 x V x I

(VA)

Los artefactos eléctricos tales como televisores, refrigeradores, calefactores pueden tener su consumo expresado en alguna de estas medidas (Watt, VAR, VA).

13








EJEMPLOS DE CONDUCTORES Dentro de ellos conductores utilizados en mineria

•

Ambientes secos nya thhn

•

Subterraneos xtu-superex, etc

El proceso de producción de cables se divide, generalmente y dependiendo del cable que se esté fabricando, en seis etapas:

•

Trelado

•

Cableado

•

Extrusión

•

Fraccionado

•

Apantallado

•

Esmaltado


En general, los cables se componen de tres partes:

•

Alma conductora

•

Aislante

•

Cubierta protectora

21


PROPIEDADES DEL COBRE •

Alta conductividad eléctrica y térmica

•

Dúctil y maleable → Excelente para proceso de maquinado

•

Gran resistencia a la corrosión

•

Alta capacidad de aleación metálica

•

Mantiene sus propiedades indenidamente en el reciclaje

•

Elemento básico para la vida vegetal y animal

•

Propiedades bactericidas

•

Color cálido para la decoración y el arte

•

Existencia metálica en su estado natural

22


CANALIZACIONES Son el conjunto formado por conductores eléctricos y los accesorios que aseguran su jación y protección mecánica.

Se debe procurar que la canalización:

•

Sea continua en toda su extensión (los conductores no deben estar visibles)

•

Posea sus respectivos terminales a las entradas y salidas de los tableros.

•

Las jaciones no deben sufrir deformaciones.

•

No se permiten uniones de conductores al interior de las canalizaciones.

•

Los tramos de canalización deben ser en ángulos rectos nunca en diagonal.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Se entiende por canalizaciones eléctricas a los dispositivos que se emplean en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores de manera que queden protegidos contra deterioro mecánico y contaminación, y que además protejan a las instalaciones contra incendios por arcos eléctricos que se p resentan en condiciones de cortocircuito. 23


Los medios de canalización más comunes en las instalaciones eléctricas son:

•

Tubos conduit.

•

Ductos.

•

Charolas.

TUBOS CONDUIT El tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos usados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared.

TUBO CONDUIT DE ACERO PESADO Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada o bien con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05 metros de longitud con rosca en ambos extremos. Se usan como conectores para este tipo de tubo los llamados coples, niples (corto y largo), así como niples cerrados o de rosca corrida. El tipo de herramienta que se usa para trabajar en los tubos conduit de pared gruesa es el mismo que se utiliza para tuberías de agua en trabajos de plomería.

Estos tubos se fabrican en secciones circulares con diámetros que van desde los 13 mm (0.5 pulgadas) hasta 152.4 mm (6 pulgadas). La supercie interior de estos tubos como en cualquiera de los otros tipos debe ser lisa para evitar daños al aislamiento o a la cubierta de los conductores. Los extremos se deben limar para evitar bordes cortantes que dañen a los conductores durante el alambrado.

Los tubos rígidos de pared gruesa del tipo pesado y semipesado pueden emplearse en instalaciones visibles u ocultas, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería, en cualquier tipo de edicios y bajo cualquier condición atmosférica. También se pueden usar directamente enterrados, recubiertos externamente para satisfacer condiciones más severas.

En los casos en que sea necesario realizar el doblado del tubo metálico rígido, éste debe hacerse con la herramienta apropiada para evitar que se produzcan grietas en su parte interna y no se reduzca su diámetro interno en forma apreciable. 24 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

Para conductores con aislamiento normal alojados en tubo conduit rígido, se recomienda que el radio interior de las curvas sea igual o mayor que el diámetro exterior del tubo multiplicado por seis. Cuando los conductores poseen cubierta metálica, el radio de curvatura debe ser hasta 10 veces el diámetro exterior del tubo.

El número de curvas en un tramo de tubería colocado entre dos cajas de conexiones consecutivas o entre una caja y un accesorio, o bien, entre dos accesorios, se recomienda que no exceda a dos de 90º (180º en total).

TUBO CONDUIT METÁLICO DE PARED DELGADA (THIN WALL) A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a humedad o ambiente corrosivo.

No se recomienda su uso en lugares en los que, durante su instalación o después de ésta, se encuentre expuesto a daños mecánicos. Tam poco debe usarse directamente enterrado o en lugares húmedos, así como en lugares clasicados como peligrosos.

El diámetro máximo recomendable para esta tubería es de 51 mm (2 pulgadas) y debido a que la pared es muy delgada, en estos tubos no debe hacerse roscado para atornillarse a cajas de conexión u otros accesorios, de modo que los tramos deben unirse por medio de accesorios de unión especiales.

TUBO CONDUIT FLEXIBLE En esta designación se conoce al tubo exible común fabricado con cinta engargolada (en forma helicoidal), sin ningún tipo de recubrimiento. A este tipo de tubo también se le conoce como Greeneld. Se recomienda su uso en lugares secos y donde no se encuentre expuesto a corrosión o daño mecánico. Puede instalarse embutido en muro o ladrillo, así como en ranuras.


No se recomienda su aplicación en lugares en los cuales se encuentre directamente enterrado o embeb ido en concreto. Tampoco se debe utilizar en lugares expuestos a ambientes corrosivos, en caso de tratarse de tubo metálico. Su uso se acentúa en las instalaciones de tipo industrial como último tramo para conexión de motores eléctricos.

En el uso de tubo exible el acoplamiento a cajas, ductos y gabinetes se debe hacer utilizando los accesorios apropiados para tal objeto. Asimismo, cuando este tubo se utilice como canalización ja a un muro o estructura, deberá sujetarse con abrazaderas que no dañen al tubo, debiendo colocarse a intervalos no mayores a 1.50 metros.

TUBO CONDUIT DE PLÁSTICO RÍGIDO (PVC) Este tubo está fabricado de policloruro de vinilo (PVC), junto con las tuberías de polietileno se clasican como tubos conduit no metálicos. Esta tubo debe ser autoextinguible, resistente a la compresión, a la humedad y a ciertos agentes químicos.

Su uso se permite en:

•

Instalaciones ocultas

•

Instalaciones visibles donde el tubo no se encuentre expuesto a daño mecánico

•

Ciertos lugares donde se encuentren agentes químicos que no afecten al tubo y a sus accesorios

•

Locales húmedos o mojados instalados de manera que no les penetren los líquidos y en lugares donde no les afecte la corrosión que pudiera existir

•

Directamente enterrados a una profundidad no menor de 0.50 metros a menos que se proteja con un recubrimiento de concreto de 5 centímetros de espesor como mínimo.


CAJAS Y ACCESORIOS PARA CANALIZACIÓN CON TUBO CONDUIT Todas las conexiones o uniones entre conductores deben ser realizadas dentro de cajas de conexión diseñadas y aprobadas para este n. Estas cajas deben estar instaladas en lugares en los que resulten accesibles para po der realizar cambios y modicaciones en el cableado. Además, todos los apagadores y salidas para lámparas, así como los contactos, deben encontrarse alojados en cajas.

Estas cajas se construyen de metal o de plástico, según su uso. Las cajas metálicas se fabrican con acero galva nizado en cuatro formas: cuadradas, octagonales, rectangulares y circulares. Las hay en varios anchos, profundidades y perforaciones que faciliten el acceso de las tuberías. Estar perforaciones se localizan en las paredes laterales y en el fondo.


DIMENSIONES DE CAJAS DE CONEXIÓN TIPO RECTANGULAR (CHALUPAS): 6 X 10 cms de base y 3.8 cms de profundidad con perforaciones para tubería conduit de 13 mm.

REDONDAS: Diámetro de 7.5 cms y 3.8 cms de profundidad para tubo conduit de 13 mm. CUADRADAS: Tienen distintas medidas y se designan o clasican de acuerdo con el diámetro de sus perforaciones, por ejemplo, cajas cuadradas de 13, 19, 25, 32 mm, etc.

En instalaciones residenciales se utilizan principalmente cajas cuadradas de 13 mm, cuyas medidas son 3 x 3 pulgadas con 1.5 pulgadas de profundidad. Estas solamente sujetan tuberías de 13 mm.

Otros tipos de cajas cuadradas como la de 19 mm ienen base de 4 x 4 pulgadas con profundidad de 1.5 pulgadas y con perforaciones para tuberías de 13 y 19 mm. Las de 25 mm son de 12 x 12 cm de base con 55 mm de profundidad y perforaciones para tubos de 13, 19 y 25 mm.

Cuando se utilicen cajas metálicas en instalaciones visibles sobre aisladores o con cables con cubierta no metálica, o bien, con tubo no metálico, es recomendable que dichas cajas se instalen rígidamente a tierra. En los casos de baños y cocinas, este requisito es obligatorio. En este caso debe tenerse cuidado que los conductores queden protegidos contra la abrasión.

Las cajas no metálicas se pueden usar en: instalaciones visibles sobre aisladores, con cables con cubierta no metálica y en instalaciones con tubo no metálico.


REGISTROS CONDULET Estos registros se utilizan en instalaciones visibles, tienen una o varias salidas para acoplamiento con las tuberías, así como una tapa removible para realizar las conexiones. Su denominación depende del número o tipo de salidas que posea.

Por su tipo de fabricación se clasican en:

•

Ordinario

•

A prueba de polvo y vapor

•

A prueba de explosión

Por su tipo de tapa se pueden clasicar en:

•

De paso: tapa ciega

•

De cople exterior: tapa con niple macho

•

De contacto: tapa de contacto doble, sencillo o salida especial

ALOJAMIENTO DE CONDUCTORES EN TUBERÍAS CONDUIT. Normalmente los conductores en las instalaciones eléctricas se encuentran alojados ya sea en tubos conduit o en otro tipo de canalizaciones. Como se ha mencionado, los conductores se encuentran limitados en su capa29 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

cidad de conducción de corriente debido al calentamiento, ya que se tienen limitaciones para la disipación del calor y también porque el aislamiento mismo representa limitaciones de tipo térmico.

Debido a estar restricciones térmicas, el número de conductores dentro de un tubo conduit se limita de manera tal que permita un arreglo físico de conductores de acuerdo a la sección del tubo conduit o de la canalización, facilitando su alojamiento y manipulación durante la instalación. Para obtener la cantidad de aire necesaria para disipar el calor, se debe establecer la relación adecuada entre la sección del tubo y la sección ocupada por los conductores.

Si A es el área interior del tubo y Ac es el área total ocupada por los conductores, el factor de relleno es:

F

Ac =

A

F=

0.53 para 1 conductor 0.51 para 2 conductores 0.43 para 3 conductores 0.40 para 4 o más conductores

DUCTOS Estos son otros medios para la canalización de conductores eléctricos. Se usan solamente en las instalaciones eléctricas visibles ya que no pueden montarse embutidos en pared, ni dentro de lazos de concreto. Los ductos se fabrican en lámina de acero acanalada de sección cuadrada o rectangular. Las tapas se montan atornilla das. Su aplicación más común se encuentra en instalaciones industriales y laboratorios.

Los conductores se colocan dentro de los ductos en forma similar a los tubos conduit. Pueden utilizarse tanto para circuitos alimentadores como para circuitos derivados. Su uso no está restringido a los que se mencionaron en el párrafo anterior, ya que también pueden emplearse en edicios multifamiliares y ocinas, por ejemplo. La instalación de ductos debe hacerse tomando algunas precauciones, como evitar su cercanía con tuberías transportadoras de agua o cualquier otro uido. Su uso se restringe para áreas consideradas como peligrosas. 30 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

Los ductos ofrecen muchas ventajas en comparación con la tubería conduit: ofrecen mayor espacio para el alojamiento de conductores, también son más fáciles de cablear. En un mismo ducto se pueden tener circuitos múltiples, así se aprovecha mejor la capacidad conductiva de los cables al tenerse una mayor disipación de calor. La desventaja es que necesitan mayor mantenimiento.

Se permite un máximo de 30 conductores hasta ocupar un 20% del interior del ducto. En el caso de empalmes o derivaciones puede ser hasta un 75%.

El empleo de ductos en instalaciones industriales, de laboratorios, edicios de viviendas o edicios de ocinas tienen ciertas ventajas como:

•

Facilidad de instalación.

•

Se vende en tramos de diferentes medidas, lo que hace su instalación más versátil.

•

Facilidad y versatilidad para la instalación de conductores dentro del ducto, teniéndose la posibilidad de agregar más circuitos a las instalaciones ya existentes.

•

Son 100% recuperables: al modicarse una instalación se desmontan y pueden ser usados nuevamente.

•

Fáciles de abrir y conectar derivaciones.

•

Ahorro en herramienta y en mano de obra para la instalación.

•

Facilitan la ampliación de las instalaciones.

CHAROLAS En el uso de charolas se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos con algunas limitantes propias de los lugares en los que se hace la instalación. 31


32


33


CARACTERÍSTICAS DE LA PROTECCIÓN TERMO MAGNÉTICA CURVAS DE PROTECCIÓN




TIPOS DE SELECTIVIDAD Selectividad amperimétrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito ante corto circuitos,an tes de que lo haga el superior

Selectividad cronométrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito en un tiempo inferior al de aguas arriba para una misma sobreintensidad

Filiación. Efecto cascada o protección back-up. Permite el empleo de un interruptor con un poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito prevista en el punto donde está instalado, con la condición de que exista otro dispositivo de protección instalado aguas arriba que posea el p oder de corte necesario.



INTRODUCCIÓN A LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES. Clasicación desde el punto de vista Mecánico (Movimiento):

•

Estáticas (Transformadores)

•

Rotativas (Generados y Motores)


Clasicación desde el punto de vista del tipo de energía eléctrica que transforman

•

Máquinas de Corriente Continua (Motores y Generadores)

•

Máquinas de Corriente Alterna (Transformadores, Motores y Generadores


RENDIMIENTO(η)

Es la relación entre la potencia suministrada y la potencia absorbida por la máquina.

TRANSFORMADORES EL TRANSFORMADOR: •

Es un dispositivo que sirve para transformar un voltaje de corriente alterna, elevándolo o reduciéndolo de un nivel a otro por una relación ja, con la respectiva dismi nución o el incremento de la corriente, para mantener los niveles de potencia eléctrica en el proceso de transformación de energía.

•

Se basa en las leyes del electromagnetismo, solo que en vez de movimiento físico, en este caso el voltaje inducido se logra cambiando la cantidad de ujo magnético.

•

Su estructura básica es la siguiente:


•

El transformador tiene una bobina de alto voltaje (H), una bobina de bajo voltaje (X) y un núcleo de hierro que permite el acoplamiento magnético de ambas bobinas.

•

La conexión de entrada de c.a es la bobina primaria NP y la conexión de salida es la bobina secundaria NS.

•

La bobina primaria puede ser la de alta o la de baja tensión. Si la entrada es el lado de alta tensión, el transformador se denomina Reductor; si por el contrario la entrada es de baja tensión, el transformador se denomina Elevador.

EL TRANSFORMADOR IDEAL Un transformador ideal es aquel que tiene las siguientes características:

•

Todo el ujo magnético creado por la bobina primaria es transferido a la bobina secundaria, es decir no hay pérdidas de ujo magnético en el núcleo.

•

Las bobinas primaria y secundaria tienen resistencia cero, por lo tanto no consumen potencia y no hay pérdidas de energía en las bobinas.

•

En la siguiente gura se muestra el transformador ideal:


Al aplicar el voltaje V1 variable con el tiempo a la entrada del transformador, circula una I1 que de acuerdo a la Ley de Faraday, establece un ujo magnético B, en la bobina primaria: V1 = N1 B, debido a que el ujo magnético circula por el núcleo, se induce en la bobina secundaria un FEM denido por: V2 = N2 B

En condiciones de circuito abierto (sin carga), la corriente por el secundario I2 es cero por lo tanto, igualando las ecuaciones por el término de ujo magnético se tiene la expresión:

B = V1 / N1 = V2 / N2 que es igual a V1 / N1 = V2 / N2 O lo que es lo mismo V1 / V2 = N1 / N2

A la relación anterior se le llama, Relación de Transformación y se denota por : α = V1 / V2 = N1 / N2 α el número de veces que se eleva o se reduce el voltaje de entrada

V1 voltaje del primario V2 voltaje del secundario N1 numero de vueltas de la bobina primaria N2 numero de vueltas de la bobina secundaria

V2 = (N2/N1) x V1

Si N2 > N1 V2 > V1 por lo tanto el Transformador es Elevador Si N1 > N2 V2 < V1 por lo tanto el Transformador es Reductor

Si se conecta una carga a la bobina secundaria, circulara por el secundario una corriente I2, la cual incrementa el ujo en el núcleo por lo que aumentaría el voltaje inducido en la bobina primaria.

Debido a que el voltaje del primario es impuesto por la fuente V1, entonces el incremento de la corriente en la bobina secundaria I2 trae como consecuencia un incremento en la corriente I1, proporcional según el número 43 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

de vueltas de ambas bobinas, por lo que la relación corrien te-vueltas estará dada por la expresión: I1. N1 = I2 . N2

Si la relación de transformación α es N1/N2, entonces también la relación de transformación se puede expresar en términos de corrientes tal que: α = V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1 V1 . I1 = V2 . I2 S1 = S 2

De los antes expuesto, se establece que en un transformador ideal, la potencia en el primario (potencia apa rente V.I en ac) es igual a la potencia del secundario.



CONSTITUCIÓN DE LA MAQUINA ASINCRÓNICA TRIFÁSICA (TIPO DE MOTORES)





COMANDO ELÉCTRICO Normas:

NEMA: Norma Americana Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos

DIN: Europea IEC: Norma Internacional (Europea) Comisión Internacional de Electricidad

NORMA NEMA NEMA (Asociación nacional de fabricantes de electricidad) prepara las normas que denen un pro ducto, proceso o procedimiento referente a uno o varios de los siguientes términos: nomenclatura, composición, construcción, dimensiones, tolerancias, seguridad, características de funcionamiento, rendimiento, calidad, capacidad eléctrica, pruebas y servicio para el que está diseñado.

Esta norma proporciona grados de protección para las cajas de equipo eléctrico (1000 voltios máximo) similar a los del estándar IEC 529. 50 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco





SENSORES Y TRANSDUCTORES ¿Qué es un Transductor?

Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (por ejemplo fuerza, presión, temperatura, velocidad, etc.) en otro.

Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés.

Algunos de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los calibradores de tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares (temperaturas), los velocímetros (velocidad).

Cualquier sensor o transductor necesita esta calibrado para ser útil como dispositivos de medida.

La calibración es el procedimiento mediante el cual se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida.

Los transductores y los sensores pueden clasicarse en dos tipos básicos, dependiendo de la forma de la señal convertida. Los dos tipos son:

•

Transductores analógicos

•

Transductores digitales

Los transductores analógicos proporcionan una señal analógica continua, por ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física que se mide.

Los transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas.

En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida.

Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más compatibles con las computadoras digitales que los sensores analógicos en la automatización y en el control de procesos. 55 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco

CARACTERÍSTICAS DESEABLES DE LOS TRANSDUCTORES Exactitud: La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende por exactitud que le

valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o negativos en la medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el valor real y el valor detectado tendera a ser cero.

Precisión: La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible. La precisión signica que existe o

no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los valores de una serie de mediciones será mínima.

Rango de funcionamiento: El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preci-

so en todo el rango.

Velocidad de respuesta: El transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada

en un tiempo mínimo. Lo ideal sería una respuesta instantánea.

Calibración: El sensor debe ser fácil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a cabo

el proceso de calibración deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una recalibración frecuente.

El término desviación se aplica con frecuencia para indicar la pérdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su recalibración.

Fiabilidad: El sensor debe tener una alta abilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el funcio-

namiento.

Clasicación de los sensores según el tipo de magnitud

•

Posición lineal o angular.

•

Desplazamiento o deformación.

•

Velocidad lineal o angular.

•

Aceleración.


•

Fuerza y par.

•

Presión.

•

Caudal.

•

Temperatura.

•

Presencia o proximidad.

•

Táctiles.

•

Intensidad lumínica.

•

Sistemas de visión articial.

Clasicación de los sensores según el principio de funcionamiento

•

Contacto

•

Interruptores de posición

•

Táctiles

•

Proximidad

•

Inductivos

•

Capacitivos

•

Ultrasónicos

•

Fotoeléctricos

•

Piezoeléctricos

•

Polímeros

Interruptores de posición

Los sensores de contacto nos indican simplemente si ha habido contacto o no con algún objeto, sin considerar la magnitud de la fuerza de contacto. Suelen ser dispositivos sencillos cuyo uso es muy variado.

Estos sensores suelen ser interruptores de límite o microinterruptores, que son sencillos dispositivos eléctricos que cuando se contacta con ellos cambian de estado.

Final de carrera: se usan para saber si una parte móvil de una máquina ha llegado a un punto

Táctiles: Se pueden situar en las pinzas de los brazos de robot para determinar cuando se ha cogido un objeto. 57 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua - La Serena - Temuco


SENSORES DE ARRAY TÁCTIL •

Permiten además reconocer formas en los objetos

•

Sensores de fuerza que componen la matriz suele ser una almohadilla elastomérica

•

Cuando se comprime cambia su resistencia eléctrica de manera proporcional a la fuerza aplicada


SENSORES DE PROXIMIDAD Son dispositivos que detectan señales para actuar en un determinado proceso u operación, teniendo las siguientes características:

•

Son dispositivos que actúan por inducción al acercarles un objeto.

•

No requieren contacto directo con el material a detectar.

•

Son los más comunes y utilizados en la industria

•

Se encuentran encapsulados en plástico para proveer una mayor facilidad de montaje y protección ante posibles golpees

Aplicaciones de los sensores de proximidad:

•

Control de cintas transportadoras,

•

Control de alta velocidad

•

Detección de movimiento

•

Conteo de piezas,

•

Sensado de aberturas en sistemas de seguridad y alarma

•

Sistemas de control como nales de carrera. (PLC´s)

•

Sensor óptico.




63 IP CHILE CAPACITA - Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

SELECCIÓN SEGÚN LOS MATERIALES DEL SENSOR MATERIAL DE LA CARCASA •

Acero inoxidable

•

Latón, niquelado o cubierta con Teón.

•

Crastin, es un un tereftalato tereftalato de polibutileno (PBT), el cual cual está reforzado con bra de vidrio. Es par ticularmente resistente a los cambios de forma, resistente a la abrasión, al calor y al frío, y resiste

64 IP CHILE CAPACITA - Sedes Sedes Santiago - Rancagua Rancagua - La Serena - Temuco

los hidrocarburos (p. Ej., tricolo-etileno), ácidos (p. Ej. 28% ácidos sulfúricos), agua de mar, agua caliente 70°C etc. •

Para temperaturas hasta 150 °C, se usa Ryton, un sulfuro de polifenileno cristalino (PS), (PS), que mantiene la estabilidad hasta 200 °C. Los componentes electrónicos están inmersos en una resina epoxy bajo la resina moldeada al vacío.

SELECCIÓN SEGÚN LOS MATERIALES DEL SENSOR MATERIALES DEL CABLE •

PVC (cloruro de polivinilo). Calidad estándar de la industria eléctrica condicionalmente condicionalmente resisten resistente a todos los aceites y grasas, disolventes y no se debilita, con elevada resistencia ala abrasión.

•

PUR (poliuretano). Resistente Resistente a todos los aceites y grasas, disolventes, disolventes, y con una elevada resis resistencia a la abrasión.

•

SILICONA. Ideal Ideal para temperaturas elevadas elevadas o bajas (-50 °C hasta + 180 ‘”c) moderadamente moderadamente resistente a la corrosión, y a todos los aceites, grasas y disolventes.











APLICACIONES INDUSTRIALES




PARTIDORES SUAVES Soluciona las Sobrecorrientes, alimentando al motor al momento de partir, con tensión reducida

Para lo anterior usualmente se utilizan diversos semiconductores: tiristores, transistores, etc.

Variación de la tensión en la carga mediante semiconductores.


VARIADOR DE FRECUENCIA Entrega al motor un voltaje alterno de amplitud y frecuencia variable.

Lo anterior implica el uso de un inversor

¿Cómo se logra V y f variables?

•

Inversor con Modulación PWM.

•

Inversor con Control por Histéresis.




PREVENCIÓN DE RIESGOS












CONSIDERACIONES GENERALES


Comando Electrico Industrial

Recommend Documents