Esc. Ind. Ernesto Bertelsen Temple Colegio Diego Echeverría Castro Hermanos Maristas Quillota
Captadores y
Actuadores Industriales
Fernando Pérez Orrego Mod. 5 Marco Leyton
1
Índice: Página Introducción.
3
Captadores Industriales.
4
•
Definición. 1. Captadores Pasivos. 2. Captadores Activos.
5 5
•
Tipos. 1. Finales de carrera. 2. Captadores inductivos. 3. Captadores capacitivos. 4. Captadores ultrasónicos. 5. Captadores de presión.
6 8 9 10 11
Actuadores Industriales.
12
•
Definición. 1. A Relé. 2. A Transistores. 3. A Triac.
12 13 13
•
Tipos. 1. Actuadores eléctricos. 2. Actuadores neumáticos. 3. Actuadores hidráulicos.
14 14 15
Conclusión.
15
2
Introducción: A través del siguiente trabajo daré a conocer los distintos dispositivos de Captadores y Actuadores implementados en Industrias para el mejor uso del PLC, el cual al recibir información a través de los Captadores, luego de un procesamiento en la CPU de este mismo, envía una respuesta a través de los Actuadores con el fin de tener un control continuo sobre la(s) maquina(s) que se ha(n) de controlar. Para que un proceso de producción este bien controlado y este en óptimas condiciones trabajando, se es necesario que cada momento se reciba información de este y se ejecute ciertas respuestas, para poder continuar normalmente o detenerlo para hacer algunos corregimientos. En estos pasos se debe disponer de Captadores, PLC y Actuadores. Estos se encargaran de mantener el proceso en optimas condiciones según la configuración que le de el usuario. Como bien dice cada termino los Captadores “reciben” información de la máquina. Los Actuadores “remiten” una respuesta según programación hecha por el usuario, la cual actúa sobre la máquina.
3
Captadores Industriales Se puede definir como Captador aquel dispositivo que transforma una señal física no eléctrica en otra eléctrica, la cual en debe tener dentro de sus parámetros la información que representa. Por esto mismo se es necesario la implementación de algún dispositivo que genere una señal eléctrica normalizada, aceptable por el PLC y que al mismo tiempo represente la información que se está recibiendo de la maquina, es decir, que la información representada por un Voltaje, Corriente o Frecuencia tenga directa relación con el estado de la máquina.
El siguiente esquema muestra alguno de los diversos tipos de clasificación de los Actuadores.
4
Captadores Pasivos Los Actuadores Pasivos son aquellos dispositivos que necesitan de un accionamiento mecánico para cambiar su estado lógico de Activado a No Activado. En esta clasificación se puede citar: • Botoneras. • Finales de Carrera. • Pulsadores. Captadores Pasivos.
Captadores Activos Este tipo de Captador cambia su estado lógico al recibir una tensión, es decir, estos son dispositivos electrónicos que a veces se alimentan con la misma fuente del PLC. Alguno de los tipos de Captadores son: • Inductivos • Capacitivos • Fotoeléctricos Captador Activo.
5
Tipos Existe una gran gama de dispositivos tanto Captadores Activos como Captadores Pasivos. Entre los diversos tipos se puede nombrar: • Finales de carrera. • Captadores inductivos. • Captadores capacitivos. • Captadores ultrasónicos. • Captadores de presión.
Finales de Carrera Son dispositivos en los cuales al tener un accionamiento sobre su cabeza se convierte este es un respuesta en su cámara de contactos.
6
Su funcionamiento se basa en el mismo que el de los Contactores, solo que aquí no hay una bobina de por medio que “controla” los contactos, sino que simplemente una acción mecánica. Dentro de este puede haber contactos Normalmente Abiertos (NO) o Normalmente Cerrados (NC). Alguna de las ventajas son: • Fácil de instalar. • Tensiones de uso Altas. • El contacto puede ser NO o NC. Alguna de las Desventajas son: • Mantenimiento seguido. • Rotura del muelle o soldadura, producirá un fallo.
En la imagen se observa unos Finales de Carrera que son NC y NO, respectivamente. Lo malo de estos es que si el muelle se rompe la maquina se puede detener o puede seguir andando sin supervisión y como si estará normalmente.
7
Captadores Inductivos. Estos se basan en la utilización de un campo magnético el cual detectara objetos metálicos a una proximidad de 60mm.
La bobina que produce debe estar siempre alimentada para poder generar el campo magnético. Su control se basa en el cambio que hay en el campo magnético al acercar un metal a este, la cual detección debe estar encargado el PLC y este según su programación hará cambios. Algunas ventajas son: • Buena adaptación a entornos industriales. • Detección sin contacto Físico. • Mantenimientos mínimos. Algunos Inconvenientes son: • Detección de solo objetos metálicos. • Alcance débil.
Algunos diseños que son de Captadores Inductivos.
8
Captadores Capacitivos. Estos Captadores se basa en un Condensador, por lo que tienen un Dieléctrico y dos placas, una de las cuales será el mismo Captador y la otra será una Puesta a Masa (Tierra).
Con la imagen se ve que el Campo eléctrico creado el cual va desde el Captador a una puesta a masa, simulando el Dieléctrico, al pasar un objeto por este variara el C (campo) lo que provoca una detección.
Estos tienen un potenciómetro de ajuste (20 vueltas), el cual permite ajustar la sensibilidad del “condensador”, por ej: • Se baja para cosas menos sensibles, por ej: vidrio, plástico. • Se aumenta para objetos de fuerte influencia, por ej: metal, líquidos. Alguna de sus ventajas son: • Detectan sin contacto físico. • Estáticos, duración independiente del número de maniobras. Algunas desventajas son: • Alcance débil.
9
•
Depende de la masa.
Captadores Ultrasónicos
Estos Captadores se basa en la duración del eco que recibe al enviar una señal por el aire de una onda ultrasónica.
El Captador emite una señal ultrasónica de 200 a 500 KHz, según el producto, la cual se desplaza en el aire. Esta señal al encontrarse con un objeto enviara un eco al Captador que al recibirla un microcontrolador que este posee la analizara un convertirá el tiempo que se tardo en una señal eléctrica que ira al PLC.
Algunas ventajas de estos captadores: • Detección de cualquier cosa, incluso puede ser según color, naturaleza, material, etc. • Excelente precisión. Algunas desventajas: • Tiene una sección del ultrasonido que no capta, llamada Zona Ciega. 10
•
Algunos dan falsas alarmas.
Captadores de Presión Estos Captadores se utilizan en tuberías para controlar los Flujos de agua, gas y aire. Estos permiten “medir” cuando circula o no circula líquido por la tubería, pero no miden Caudal.
Con este tipo de Captadores existe de Paleta y de Disco, los cuales funcionan de la misma forma, solo varia su “brazo” que estará en la tubería.
Ventajas Captador: • aire. •
de
este
Útil tanto en agua, gas y Poco mantenimiento. Desventajas de estos
dispositivos: • Tienen valores limites de trabajo, si se pasa de estos valores los dispositivos se deforman y/o echan a perder de forma definitiva.
11
Actuadores Industriales Son los encargados de activarse por una respuesta del PLC, los cuales pueden ser: • Neumáticos. • Hidráulicos. • Eléctricos. La fuerza que este pueda tener dependerá si esta respuesta tiene solamente un valor o tiene varios valores. Según lo que uno necesite y/o lo que tenga a disposición será el tipo de Actuador que se utilizara, por ej: para la utilización de grandes fuerzas se debe usar Actuadores Hidráulicos, los cuales podrán ser motores hidráulicos, pistones, etc, si se necesita algo de solamente posicionamiento se usarán Actuadores Neumáticos, etc.
Módulos de salidas a relés Son usados en circuitos de CC y CA. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto.
12
Módulos de salidas a Triacs Se utilizan en circuitos de CC y CA que necesiten maniobras de conmutación muy rápidas.
Módulos de salidas a Transistores a colector abierto El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de CC,i gualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesiten maniobras de conexión o desconexión muy rápidas.
13
Tipos De igual forma que los Captadores, hay diversos tipos de Actuadores, entre los que citare: • Actuadores eléctricos. • Actuadores neumáticos. • Actuadores hidráulicos.
Actuadores Eléctricos En este tipo de Actuadores generalmente se implementan motores eléctricos, en los cuales se debe energizar los bornes correspondientes para que el motor ande en el sentido que nosotros queremos y no en el inverso, ya que esto puede provocar graves problemas, tanto para el proceso como para la seguridad de los operarios. Para tener un buen control se debe tener conocimiento sobre el cableado que viene con el actuador, considerar la fuerza, señales de limite de carrera, etc. Ventajas de estos actuadores: • Más simple en su control que los neumáticos y los hidráulicos. • Ideal cuando es necesario generar fuerza rápidamente Desventajas: • Si se usan actuadores de CC tienen menos fuerzas comparados con los de CA.
Actuadores Neumáticos Estos Actuadores convierten la fuerza de aire en otra fuerza, aunque estos solamente se usan de posicionamiento, ya que no presentan mucha fuerza. En cuanto a su funcionamiento se basa principalmente en la implementación con Cilindros neumáticos, motores neumáticos, etc. Ventajas los actuadores neumáticos: • Menos riesgo para el operario. Desventajas de estos actuadores:
14
•
Muy poca fuerza.
Actuadores Hidráulicos. Son los que más antiguamente se han implementado, debido a su gran fuerza que provocan, lo que provoca ser muy utilizados en industrias. Estos Actuadores se basan en el uso de fluidos, el cual es el mismo método del Actuador Neumático, solo que en este no hay perdidas y todo el fluido vuelve a tanque. Ventajas: • Gran fuerza producida • Fácilmente invertible el sentido del flujo, con los dispositivos adecuados. Desventajas: • Con fugas es muy peligroso trabajar. • Se debe tener en óptimas condiciones el fluido utilizado, ya que si no es así no se obtendrá el máximo rendimiento.
Conclusión Con el trabajo recién presentado he dado a conocer diversos tipos de Actuadores y Captadores, con lo que uno se da cuenta que con el tiempo se ido creando nuevos dispositivos según los mismos trabajos de los cuales se necesitan obtener datos para que se pueda controlar con el PLC. En el futuro, lo más probable, seguirán creando nuevos dispositivos para otros procesos de los cuales se necesite obtener información, además se comenzara a disminuir el tamaño, lo que provocara que el uso en industrias sea mas disimulado y casi inobservables. Este informe sirve para saber que hay una gran diversidad de dispositivos de Captadores y Actuadores, por si me debo enfrentar a implementar un circuito de control con el PLC y saber los dispositivos que necesitare implementar.
15
