SENSOR

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar margnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser la temperatura, intensidad lumínica, distancia, acerleración, presión fuerza, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica, una tensión eléctrica, una correinte elétrica, etc.

Un sensor a diferencia de un transductor en el que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo de aprovecha una de sus propiedades con el fin de asaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo.

Un sensor consta de las siguientes partes:

Captador: dispositivo con un parámetro p sensible a una magnitud física h emite energía w que depende de p (y de h). Ideal: w(t)= Kh(T), K= cte. 

Transductor: recibe la energía w del acaptador, la transforma en energía eléctrica e(t) y la transmite.

Acondicionador: recibe la señal e(t) del trasductor y la ajusta a los niveles de voltaje e intensidad, precisos para su posterior tr atamiento, dando v(t).

A continuación se explican algunos tipos de sensores:

Sensores de presión y fuerza: los sensores de presión son pequeños, fiables y de bajo costo. Ofrecen una excelente repetitividad y una alta precisión y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Además, presentan unas características operativas constantes en todas lsa unidades y una itercambiabilidad sin recalibración.
Sensores de temperatura: los sensores de temperatura se catalogan en dos series: TD y HEL/HETS. Estos sensores consisten en una fina película de resistencia variable con la temperatura (RTD) y están calibrados por láser para una mayor precisión e intercambiabilidad. Las salidas lineales son estables y rápidas.
Detectores de ultrasonidos: los detectores de ultrasonidos resuelven los problemas de detección de objetos de prácticamente cualquier forma. Trabajan en ambientes secos y polvorientos. Normalmente se usan para control de presencia/ausencia, distancia o rastreo.
Sensores magnéticos: los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica.
Sensores de presión: los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos incluyen instrumentos para aviación, laboratorios, controles de quemadores y calderas, comprobación de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado.

RELÉ

El relé es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de un bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con correiente procedente de pilas locales de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores". De ahí "rele".

A continuación se muestra de una forma esquemática, la disposición de los distintos elementos que forman un relé de un único contacto de trabajo o circuito:

El funcionamiento del relé es el siguiente:

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de sis es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

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Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de su intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y descativación, etc. Cuando controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relés.
  

• Relés electromecánicos

Relés de tio armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo los más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).

Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura.

Relé tipo reed o lengueta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal.

Relés polarizadas o biestales: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos.

• Relé de estado sólido

Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia.

• Relé de corriente alterna

Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito margnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos.

• Relés de láminas

Ese tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con las corrientes alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto, las demás no.

CÉLULA FLEXIBLE SMC

En la entrada de hoy hablaremos sobre la célula flexible que utilizamos en las prácticas de esta asignatura. Esta célula está compuesta por una cinta transformadora (transfer) y 8 estaciones.

Parte frontal: mandos, control eléctrico/electrónico, interruptor magneto-térmico, PLC para control del proceso y comunicación.

Parte superior: Actuadores, electroválvulas, proceso.

Las 8 estaciones de las que consta la célula son las siguientes:

1.Alimentación de la base
2.Montaje rodamiento
3.Prensa hidráulica
3.Inserción del eje
4.Colocación de la tapa
5.Montaje tornillos
6.Robot atronillador
7.Almacén conjuntos terminados.

En las clases práctica nos hemos centrado en la estación 1



Elementos

- Actuadores: 6 cilindros neumáticos controlados por electroválvulas.
- Sensores:detectores magnéticos.
- Pulsadores de marcha, paro y rearme.
- Selector ciclo, seccionador, seta emergencia.
- Piloto indicador error.
- PLC con 13 entradas y 10 salidas.

Operaciones

- Sacar la base del almacén (cilindroA)
- Verificar posición correcta (cilindrov)
- Trasladar base al manipulador (cilindro T)
- Rechazar base incorrecta (cilindro R)
- Insertar base en palet (ciclindros MH y MV)





En el video de a continuación se muestra el funcionamiento de esta célula flexible.

AUTÓMATA PROGRAMABE - PLC

Dadas las características típicas de un autómata programable o controlador lógico programable(PLC), este podría definirse como un equipo electrónico, basado en microprocesador, estructurado en una configuración modular, que puede programarse en un lenguaje no informático, y diseñado para controlar en tiempo real y en ambientes industriales procesos de evolución secuencial. Dicho en otros términos, se trata de un dispositivo comercial pensado para resolver de forma programada la automatización de una maquina de estados, en un entorno con características muy particulares.

Un autómata programable se puede considerar como un sistema basado en un microprocesador, siendo sus partes fundamentales la Unidad Central de Proceso (CPU), la Memoria y el Sistema de Entradas y Salidas (E/S).

 

La CPU realiza el control interno y externo del autómata y la interpretación de las instrucciones del programa. A partir de las instrucciones almacenadas en la memoria y de los datos que recibe de las entradas, genera las señales de las salidas. La memoria se divide en dos bloques, la memoria de solo lectura o ROM (Read Only Memory) y la memoria de lectura y escritura o RAM (Random Access Memory).

El sistema de Entradas y Salidas recoge la información del proceso controlado (Entradas) y envía las acciones de control del mismo (salidas).

 

• Los dispositivos de entrada pueden ser pulsadores, interruptores, finales de carrera, termostatos, presostatos, detectores de nivel, detectores de proximidad, contactos auxiliares, etc.
• Los dispositivos de salida son también muy variados: Pilotos indicadores, relés, contactores, arrancadores de motores, válvulas, etc. En el siguiente punto se trata con más detalle este sistema.

Las entradas y salidas de un autómata pueden ser discretas, analógicas, numéricas o especiales.
 

Cuando se pone en marcha el PLC se realizan una serie de comprobaciones:

•  Funcionamiento de las memorias.
• Comunicaciones internas y externas
• Elementos de E/S.
• Tensiones correctas de la fuente de alimentación.

Una vez efectuadas estas comprobaciones y si las mismas resultan ser correctas, la CPU inicia la exploración del programa y reinicializa.

 

Para controlar un determinado proceso, el autómata realiza sus tareas de acuerdo con una serie de sentencias o instrucciones establecidas en un programa. Dichas instrucciones deberán haber sido escritas con anterioridad por el usuario en un lenguaje comprensible para la CPU. En general, las instrucciones pueden ser de funciones lógicas, de tiempo, de cuenta, aritméticas, de espera, de salto, de comparación, de comunicación y auxiliares.

 

Dependiendo del fabricante, los lenguajes de programación son muy diversos, sin embargo, suelen tener alguna relación más o menos directa con los lenguajesLaddero Gracet.

ANYLOGIC

A continuación hablaremos sobre el programa de simulación que solemos ver en clase, AnyLogic.

 

AnyLogic es una herramienta desarrollada por XJ Tecnologías que incluye todos los métodos de simulación más comunes en práctica hoy.

Su desarrollo esta basadoen técnicas modernas de desarrollo de software, como programación orientada a objetos, estándares UML, interfaz gráfica GUI y está desarrollado en el lenguaje de programación Java.

Debido al lenguaje en el que está desarrollado, la herramienta se puede ejecutar enWindows, Mac y Linux. Ejecuta la simulación en un applet Java, que es el que maneja la licencia de uso.

La herramienta fue nombrado AnyLogic, ya que apoya todas las tres conocidos enfoques de modelado:

• Dinámica de sistemas (System dynamics)

• Sistemas de eventos discretos( Discrete event)

• Simulation basada en agentes (Agent based)

 

 

AnyLogic se enfoca en modelación de business en siguientes ámbitos de aplicación:

• Mercado y competencia
• Sanidad pública
• Fabricación
• Cadenas de producción y distribución
• Logística
• Venta al por menor
• Procesos del negocio
• Dinàmica de ecosistemas y systemas sociales
• Defensa
• Gestión de proyectos e activos
• Infraestructura de TI
• Dinámica de peatones y Simulación del tráfico
• Industria aeroespacial
• Industria fotovoltaíca

¿QUÉ ES LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL?

La Automatización Industrial  es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales sustituyendo a operadores humanos. En la automatización se reduce de gran manera la necesidad mental y sensorial del operador.

 

Presenta grandes ventajas en cuanto a producción más eficiente y disminución de riesgos al operador:

• Reemplazo de operadores humanos en tareas repetitivas o de alto riesgo.
• Reemplazo de operador humano en tareas que están fuera del alcance de sus capacidades como levantar cargas pesadas, trabajos en ambientes extremos o tareas que necesiten manejo de una alta precisión.
• Incremento de la producción. Al mantener la línea de producción automatizada, las demoras del proceso son mínimas, no hay agotamiento o desconcentración en las tareas repetitivas, el tiempo de ejecución se disminuye considerablemente según el proceso.

La automatización de un nuevo producto requiere de una inversión inicial grande en comparación con el costo unitario delproducto, sin embargo mientras la producción se mantenga constante esta inversión se recuperara, dándole a la empresa una línea de producción con altos índice de ingresos. 

Existen diferentes tipos de herramientas para la automatización como:

• ANN - Artificial neural network
• DCS - Distributed Control System
• HMI - Human Machine Interface
• SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition
• PLC - Programmable Logic Controller
• PAC - Programmable automation controller
• Instrumentacion
• Control de movimiento
• Robotica