CONTROL ELECTRICOMATERIAL DIDACTICO Instrumentacin y Control de procesos

Ing. Miguel A. Morales G. Docente

1

NORMA IEC 1082-1

2

3

CONTACTOS ELECTRICOS

Interruptores elctricos

4

Interruptores

Micro switch ( Micro interruptor)Un micro interruptor es un trmino genrico utilizado para referirse a un interruptor elctrico que es capaz de ser accionado por la fuerza fsica de muy poca magnitud. Son muy comunes debido a su bajo costo y durabilidad extrema, por lo general los ciclos de ms de 1 milln y hasta 10 millones de ciclos de los modelos de trabajo pesado

5

MANDOS DE CONTROL

6

Reles y contactores

Rels temporizados

7

Rels contadores

Reles y contactores

8

Sensores de proximidadEl sensor de proximidad sin contacto es un transductor que detecta objetos o seales que se encuentran cerca del elemento sensor, sin necesidad de tener contacto fsico con el mismo.

9

VENTAJASNo se requiere contacto fsico; No tienen componentes mviles que puedan atascarse, desgastarse o romperse Necesitan menos mantenimiento Generalmente operan ms rpido Son ms flexibles en cuanto a su aplicacin.

10

TIPOS DE SENSORES DE PROXIMIDAD

MAGNETICOS INDUCTIVOS CAPACITIVOS OPTICOS ULTRASONICOS

11

Sensores MagnticosComo su nombre lo indica son sensores capaces de detectar campos magnticos externos que son generados por imanes permanentes:

TIPO REEDEl mtodo ms simple y usual de detectar un campo magntico es utilizar un interruptor reed. Dos laminillas flexibles de material magntico se unen por medio de un campo magntico externo, estableciendo un contacto elctrico. Sin embargo, el cierre de este contacto no est exento de rebotes.

12

ZONAS DE CONMUTACIONAdems debe observarse que este interruptor tiene dos o tres zonas de conmutacin dependiendo de la direccin del eje polar magntico. Si el eje polar apunta perpendicularmente al plano de las lminas reed, siempre se obtendrn dos zonas de conmutacin

Sensores Reed para posicionamiento en cilindros

13

SENSORES INDUCTIVOS

Principios de operacinLos sensores inductivos de proximidad han sido diseados para trabajar generando un campo magntico y detectando las prdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en l los objetos de deteccin frricos y no frricos.

14

FUNCIONAMIENTOEl sensor consiste en una bobina con ncleo de ferrita, un oscilador, un sensor del nivel de disparo de la seal y un circuito de salida. Al introducir un objeto metlico

Proximidad inductiva tpica

15

Objetos estndar

COMPARACIONVentajas1.

Desventajas1.

2.

3.

4. 5.

6.

No se ven afectados por la humedad. No se ven afectados por el polvo o la suciedad. Carecen de partes mviles, por lo que no hay desgaste mecnico. No dependen del color. Tienen una dependencia menor de la superficie que otras tecnologas de deteccin. No existe una zona ciega.

2.

3.

Slo detectan la presencia de objetos metlicos. El margen de operacin es ms corto que el de otros dispositivos de deteccin disponibles. Pueden verse afectados por campos electromagnticos intensos

16

Aplicaciones tpicas

Deteccin de la presencia de un cojinete en un pistn

17

Clasificacin de piezas en lnea

18

SENSORES CAPACITIVOS DE PROXIMIDAD

19

DEFINICINSon equipamientos electrnicos capaces de detectar la presencia o aproximaciones de materiales orgnicos, plsticos, lquidos, maderas, papeles, etc. Se pueden utilizar para detectar nivel de substancias, como ser fluidos, materiales pulverizados o granulados.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los sensores de proximidad capacitivos han sido diseados para trabajar generando un campo electrosttico y detectando cambios en dicho campo ha causa de un objeto que se aproxima a la superficie de deteccin.

20

MATERIAL A SER DETECTADOLa tabla indica el dielctrico de los principales materiales, para el efecto de comparacin; siendo indicado siempre un test practico para la determinacin de la distancia sensora efectiva para el accionador utilizado.

ELEMENTOS DEL SENSOR

El capacitor es formado por dos placas metlicas, cargadas con cargas elctricas opuestas, montada en la fase sensora, de forma a proyectar el campo elctrico para afuera del sensor, formando as un capacitor que posee como dielctrico el aire. Los elementos de trabajo del sensor son: Sonda capacitiva de deteccin Oscilador de seal Rectificador de seal Circuito de filtraje Circuito de salida

21

CARACTERSTICASDetectan la variacin de la capacidad de un condensador en repuesta a la variacin de alguna magnitud fsica. Pueden llegar a detectar desplazamientos de hasta 10 mm. Muy estables en entornos hostiles. No se ven afectados por la temperatura. Son fcilmente integrables a un chip de silicio.

22

SENSORES FOTOELECTRICOSTodos los sensores fotoelctricos operan detectando un cambio en la cantidad de luz recibida por un fotodetector. El cambio de luz permite al sensor captar la presencia o ausencia del objeto as como su tamao, reflectividad, opacidad, translucidez o color.

FuncionamientoUna fuente de luz enva luz hacia un objeto. Un receptor de luz, dirigido hacia el mismo objeto, detecta la presencia o ausencia de luz directa o reflejada procedente de la fuente. La deteccin de esta luz genera una seal de salida (que puede ser analgica o digital) hacia un accionador, controlador o computadora. Algunos sensores modifican la seal de salida con lgica de temporizacin, escalas o ajustes de desplazamiento.

23

Componentes bsicos

Directo emisor-receptor

24

Reflejado o retroreflectivo

reflexin difusa o autoreflex

25

Deteccin de haz transmitidoEn este modo de deteccin, la fuente de luz (emisor) y el receptor se encuentran en carcasas distintas. Las dos unidades se colocan una frente a la otra de manera que la luz del emisor ilumine directamente al receptor. Para detectar el objeto, el haz que se extiende entre la fuente de luz y el receptor no puede verse interrumpido.

Sensores retroreflectivosUn sensor retroreflectivo tiene el emisor y el receptor en una sola carcasa. El haz de luz del emisor rebota en un reflector (o material reflectivo especial) y es detectado por el receptor.

26

Sensores retroreflectivos polarizadosLos sensores retroreflectivos polarizados contienen filtros polarizantes delante del emisor y del receptor que orientan la luz a un solo plano.

Aplicacin tpica

27

Sensores difusosEn algunas aplicaciones, es necesario detectar un reflejo que proceda directamente del objeto. La superficie del objeto esparce la luz en todas direcciones y slo una pequea parte se refleja hacia el receptor. Este modo de deteccin se llama deteccin difusa.

Reflectividad relativa tpica

28

Aplicacin tpica de sensores difusos

Sensores con cables de fibra pticaLos sensores de fibra ptica permiten el acoplamiento de tubos de luz llamados cables de fibra ptica. La luz que proviene desde el emisor se enva a travs de las fibras transparentes de los cables y sale por el otro extremo de la fibra. El haz transmitido o reflejado regresa al receptor a travs de fibras diferentes.

29

Aplicaciones tpicas de los cables de fibra ptica

30

31

SENSORES ULTRASNICOSLos sensores ultrasnicos emiten un pulso de sonido que se refleja en los objetos que entran en el campo de ondas. El sensor recibe el sonido, o eco, y genera una seal de salida, analgica o digital,

FUNCIONAMIENTOSe basa en el principio segn el cual el sonido tiene una velocidad relativamente constante. El tiempo necesario para que el haz de un sensor ultrasnico llegue al objeto y vuelva es directamente proporcional a la distancia a la que se encuentra el objeto. Por ello, los sensores ultrasnicos se utilizan a menudo para aplicaciones de medicin de distancias, como por ejemplo en el control de niveles.

32

Diseo de los sensores ultrasnicosLos sensores de proximidad ultrasnicos tienen cuatro componentes bsicos: transductor/receptor comparador circuito detector salida de estado slido

El margen de deteccin de un sensor ultrasnico corresponde al rea comprendida entre los lmites de deteccin mnimo y mximo.

Margen de deteccin y haz efectivo

33

Margen de deteccin segn el Material

Consideraciones ambientales

34

Aplicaciones Tpicas

Aplicaciones tpicas

35