SENSORES

CRISTIAN CAMILO CALDERON CACERES

SENSORESUn sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, en magnitudes eléctricas.

Las magnitudes físicas o químicas a transformar, dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, pH, distancia, fuerza, motores, nivel, etc.

SENSORES DE DISTANCIA

DISTANCIAS

GRANDES

DISTANCIAS CORTAS

RADARULTRASONI

COLASER DE LARGA

DISTANCIA

POR CABLE

MAGNETORESISTIVO

LVDT

LASER DE TRIANGULACIONLASER ESCANER DE PERFILPOTENCIOMETR

ODIGITALMANGETOESTRICTI

VO

RADAR•Crea un campo electromagnético.

•Detecta el eco de su transmisión.

•Toma en cuenta el efecto Doppler.

•Distancia mas de 100 m, incluso mas de 10 Km

RADARFuncionan usando dos técnicas:

•El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. 

•El eco es un fenómeno acústico producido cuando una onda se refleja y regresa hacia su emisor.

RADAR•Los primero experimentos utilizaron sonido.

•Actualmente se usan ondas electromagnéticas y luz o laser.

•La frecuencia de la onda juega un papel importante en las aplicaciones que se le da al radar.

APLICACIONES RADAR• Control de trafico aéreo.•Detección de carros.•En el área de la medicina.

ULTRASONIDO•Distancia máxima de 100 m.•Emite una señal ultrasónica que se refleja en la superficie y se refleja de nuevo en el telemetro que recibe el eco.

LASER DE TRIANGULACIONLos láseres de triangulación proyectan un haz de luz sobre la superficie a medir, este haz es reflejado en el fotodetector de el aparato con un cierto ángulo de inclinación, que variara en función de la distancia medida.

LASER DE TRIANGULACIONUtilizado para mediciones de pequeñas distancias. El rango es de: 2mm a 500mm.

LASER DE LARGA DISTANCIAEl laser envia un haz de luz con diferentes frecuencias, y compara la señal que se ha reflejado en el objeto a medir con el valor de referencia interno.

LASER DE LARGA DISTANCIA•Resolucion de 1mm.

•Hasta 30 m sin reflector.

•Hasta 100 m con reflector.

LASER ESCANER DE PERFILBasado en el principio de funcionamiento de laser de triangulación, pero proyectando un haz de luz transversal en vez de puntual, lo que permite obtener el perfil donde se esta reflejando dicho haz.

LASER ESCANER DE PERFIL•La señal de salida es puntual por coordenadas (x,y), que son transmitidas analógica o digitalmente.

•Rango: desde 5 a 1200 mm en el eje Z, y desde 8 a 600 mm en el eje X.

•Resolución: desde 30µm.

SENSOR POTENCIOMETROLa medida se obtiene mediante el deslizamiento de unas escobillas sobre una pista plástica resistiva, que en función del punto donde se encuentre, dará un valor proporcional en resistencia.Su desventaja es el desgaste que se produce en el contacto móvil.

SENSOR POTENCIOMETROAPLICACIONES

Medida de distancia y posicionado en general de maquinaria para diferentes industrias, como la madera, cerámica, mármol, etc., en las que no existen grandes distancias y se busca una automatización sencilla.Rango: desde 25mm hasta 950 mm.

POR CABLETransforman un movimiento lineal en un movimiento angular.El movimiento angular es recogido por un potenciómetro, para salidas analógicas, o por un encoder, para salidas digitales.

POR CABLEPartes mecánicas:•Cable•Muelle•Tambor

Compone una mecánica de gran precisión y repetibilidad.

Rango: desde 50mm hasta 60m.

MAGNETOESTRICTIVO•Emite pulsos a lo largo de perfil, estos pulsos se ven modificados por el campo magnético del imán, el cual determina la posición.

•La electrónica mide la diferencia de tiempo entre la emisión y la recepción de pulsos y lo convierte en distancia con una alta resolución.

MAGNETOESTRICTIVO•Rango: desde 150mm hasta 5.75 m.•Alta precisión.•Resistentes a la suciedad.

MAGNETORESISTIVO•Nos permiten disponer de un encoder lineal, con la ventaja de contar con una cinta magnética de hasta 30m de longitud de una sola pieza.

•El sistema consta de dos partes, la cinta magnética y el cabezal. Lo que permite una medida con contacto, pero sin rozamiento, ya que el cabezal se desplaza a una distancia de uno o dos milímetros de la cinta

MAGNETORESISTIVO•Disponible en diferentes resoluciones y formatos, todos con una gran velocidad de lectura.•Rango: hasta 30.000 mm con una sola cinta.

DIGITAL O ENCODER LINEALES•La medida se realiza ópticamente sobre una pista de cristal debidamente escalada.•El montaje es muy sencillo.•Rango: desde 60mm hasta 990mm.

LVDT O INDUCTIVOSEl transformador diferencial de variación lineal es un tipo de transformador eléctrico utilizado para medir desplazamientos lineales.

•El desplazamiento se obtiene mediante el desfase entre el bobinado primario y el secundario.•No sufre desgastes.•Rango: desde 0.25mm hasta 300mm.

PLC

Su historia se remonta a finales de la década de 1960.

Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick Morley.

En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados.

HISTORIA

QUE ES UN PLCUN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE ES:

Un equipo electrónico, basado en un microprocesador o microcontrolador, que tiene generalmente una configuración modular, puede programarse en lenguaje no informático y esta diseñado para controlar procesos en tiempo real y en ambiente agresivo (ambiente industrial).

QUE ES UN PLC• P.L.C. (Programmable Logic Controller) significa Controlador

Lógico Programable.

• Un PLC es un dispositivo usado para controlar. Este control se realiza sobre la base de una lógica, definida a través de un programa.

CLASIFICACION DE LOS PLCESTRUCTURA COMPACTA

En un solo bloque todos sus elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc.

Aplicaciones en el que el número de entradas/salidas es pequeño, poco variable y conocido a priori.

Carcasa de carácter estanco, que permite su empleo en ambientes industrialmente especialmente hostiles.

ESTRUCTURA MODULAR

Permite adaptarse a las necesidades del diseño, y a las posteriores actualizaciones. Configuración del sistema variable.

Funcionamiento parcial del sistema frente a averías localizadas, y una rápida reparación con la simple sustitución de los módulos averiados.

ESQUEMA DE UN PROCESO CONTROLADO POR PLC

ACTUADORES

PROCESOSENSORES

SALIDAS PLC ENTRADAS

COMPONENTES DE UN PLC•Bloque de entradasAdapta y codifica de forma comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o captadores, como por ejemplo, pulsadores, finales de carrera, sensores, etc.Misión: proteger los circuitos internos, proporcionado una separación eléctrica entre estos y los captadores.

•Bloque de salidasDecodifica las señales procedentes de la CPU, las amplifica y las envía a los dispositivos de salida o actuadores, como lámparas, relees, contactares, arrancadores, electro válvulas, etc.

•Unidad central de proceso (CPU)Este bloque es el cerebro.Su función es interpretar las instrucciones del programa de usuario y en función de las entradas, activar las salidas deseadas .

BLOQUES NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN PLC

FUENTE DE ALIMENTACIÓNA partir de una tensión exterior proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos electrónicos del autómata. Batería, capacitor de alto rendimiento: para mantener el programa y algunos datos en la memoria si hubiere en corte de la tensión exterior.

PERIFÉRICOSSon aquellos elementos auxiliares, físicamente independientes del autómata, que se unen al mismo mediante interfases, para realizar una función especifica y que amplían su campo de aplicación o facilitan su uso.Como tales no intervienen directamente ni en la elaboración ni en la ejecución del programa. Ej.: visualizador de mensajes, impresoras, lectores de barra, etc.

CONSOLA DE PROGRAMACIÓNPC o consolas de programación

UNIDAD CENTRAL DE PROCESOLa CPU (control processing unit) es la encargada de ejecutar el programa de usuario y activar el sistema de entradas y salidas.

La CPU ejecuta el programa de usuario, que reside en la memoria, adquiriendo las instrucciones una a una.

MEMORIAS DEL PLCRAM (random acces memory), memoria de acceso aleatorio o memoria de lectura-escritura. Pueden realizar los procesos de lectura y escritura por procedimientos eléctricos. Su información al faltarle la alimentación es volátil.

ROM (read only memory), memoria de solo lectura. En estas memorias se puede leer su contenido, pero no se puede escribir en ellas; los datos e instrucciones los graba el fabricante y el usuario no puede alterar su contenido. Permanece aunque haya un fallo en la alimentación. No volátil.

EPROM: memorias de solo lectura, reprogramables, con borrado por ultravioleta. No volátil.EEPROM: memorias de solo lectura, reprogramables, alterables por medios eléctricos. Tienen un numero máximo de ciclos de borrado/grabado. No volátil.

LENGUAJES DE PROGRAMACIONPara realizar un proyecto se debe conocer las formas de lenguaje que entiende el entorno de aplicación. Los PLC ofrecen numerosos tipos de operaciones que permiten solucionar una gran variedad de tareas de automatización, Se dispone de dos juegos básicos de operaciones para crear un programa “SIMATIC” E “IEC 1131-3”.

El editor de tareas contiene distintos lenguajes de programación como por ejemplo, el lenguaje AWL ( lista de instrucciones), el lenguaje KOP (esquema de contactos) y lenguaje FUP (diagrama de funciones).

VENTAJAS EN EL USO DEL PLC

Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lógica cableada de un tablero o de un circuito impreso de un sistema electrónico, mediante un programa que corre en un PLC.

Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema.

para realizar cambios durante la operación del sistema.

Confiabilidad

Espacio

Modularidad

Estandarización

CAMPO DE APLICACION Sistemas de transporte: por ejemplo cintas

transportadoras. Sistemas de elevación Otras aplicaciones:

Líneas de ensamblaje / Sistemas de embalaje / Máquinas expendedoras / Controles de bombas / Mezclador / Equipos de tratamiento y manipulación de material / Maquinaria para trabajar madera / Paletizadoras / Máquinas textiles / Máquinas herramientas

CONCLUSIONEL PLC es un aparato electrónico, de bajo mantenimiento y fácil uso, operado digitalmente que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan funciones especificas tales como lógicas, secuénciales, temporización, para controlar a través de módulos de entrada /salida digitales y analógicas, varios tipos de maquinas o procesos.