¿Qué es un sensor?
• Un dispositivo para medir alguna cantidad.
• El sensor generalmente convierte la medición a una señal eléctrica.
En un sistema de control automático, el sensor es el elemento que cierra el lazo de control y tiene como tarea captar, del proceso o máquina sobre la que se ejerce control, la información de cómo se está comportando o realizando el trabajo.
Tipos de Sensores
Básicamente pueden ser de 2 tipos:
- Analógicos
- Digitales
Sensores Discretos
Los sensores de tipo discreto proporcionan información que representa la presencia o ausencia de un objeto.
También se llaman interruptores o detectores.
Tipos de Sensores
- Mecánicos (Limit switches)
- Ultrasónicos
- Inductivos
- Capacitivos
- Fotoeléctricos
Según su accionamiento:
- De acción mecánica o de contacto
- De acción magnética
- De acción capacitiva
- Accionados por luz
- De acción ultrasónica
- De acción neumática
Limit Switches
• Estos interruptores se usan ordinariamente para desconectar límites de carreras, el avance de bancadas en máquinas o herramientas como fresadoras, así como limitar el avance de los porta-herramientas de los tornos, en montacargas, ascensores, robots, etc.
Para poder accionar estos interruptores se requiere contacto físico entre la parte de la máquina y la palanca del interruptor con la fuerza suficiente para operar.
Cuándo usar un interruptor mecánico
- Donde sea posible un contacto físico.
- Donde sea requerida una posición definitiva.
- En situaciones de operación crítica o de seguridad crítica.
- Donde las condiciones ambientales no permiten el uso de sensores ópticos o inductivos.
Sensores de Proximidad
Estos sensores, que pueden ser implementados con diferentes técnicas de accionamientos, tienen en común que para que una reacción sea producida, sólo se requiere la proximidad física entre el objeto y el sensor.
Sensores de Proximidad más comúnmente usados con PLC’s
- Inductivos
- Magnéticos
- Capacitivos
- Opto-electrónicos
- Ultrasónicos
Sensores Inductivos
Los sensores de proximidad inductivos incorporan una bobina electromagnética la cual es usada para detectar la presencia de un objeto metálico conductor. Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos.
Principio de Operación
- Cuando un objetivo metálico entra al campo, circulan corrientes de eddy dentro del objetivo.
- Esto aumenta la carga en el sensor, disminuyendo la amplitud del campo electromagnético.
- El circuito de disparo monitorea la amplitud del oscilador y a un nivel predeterminado, conmuta el estado de la salida del sensor.
Blindaje
Los sensores de proximidad tienen bobinas enrolladas en núcleo de ferrita. Estas pueden ser blindadas o no blindadas. Los sensores no blindados generalmente tienen una mayor distancia de sensado que los sensores blindados.
- Sensor blindado
- Sensor no blindado
Sensores de Proximidad Inductivos Blindados
- El núcleo de ferrita concentra el campo radiado en la dirección del uso.
- Se le coloca alrededor del núcleo un anillo metálico para restringir la radiación lateral del campo.
- Los sensores de proximidad blindados pueden ser montados al ras de metal, pero se recomienda dejar un espacio libre de metal abajo y alrededor de la superficie de sensado.
Sensores de Proximidad No Blindados
- Un sensor de proximidad no blindado no tiene el anillo de metal rodeando el núcleo para restringir la radiación lateral del campo.
- Los sensores no blindados no pueden ser montados al ras de un metal.
- Estos deben tener un área libre de metal alrededor de la superficie de sensado.
Sensores de Proximidad Capacitivos
Los sensores de proximidad capacitivos son similares a los inductivos. La principal diferencia entre los dos tipos es que los sensores capacitivos producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético.
Los interruptores de proximidad capacitivos sensan objetos metálicos, así como materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela.
Teoría de Operación de los Sensores de Proximidad Capacitivos
- La superficie de sensado del sensor capacitivo está formada por dos electrodos concéntricos de metal de un capacitor.
- Cuando un objeto se aproxima a la superficie de sensado y éste entra al campo electrostático de los electrodos, cambia la capacitancia en un circuito oscilador.
- Esto hace que el oscilador empiece a oscilar. El circuito disparador lee la amplitud del oscilador y cuando alcanza un nivel específico la etapa de salida del sensor cambia.
- Conforme el objetivo se aleja del sensor, la amplitud del oscilador decrece, conmutando al sensor a su estado original.
Automático, Contactor, Relé
- El contactor protege las bobinas del motor.
- Protección cortocircuito: todo equipo de control tiene que llevar una protección fusible o automático.
- Relé: para poca potencia, todos sus contactos son iguales.
- Automático: protege contra cortocircuito, no por sobrecargas.
- Trifásico en Chile: 380V.
- El relé térmico siempre se pone al final.
Circuito de Control: Elementos
- Disyuntor (automático 2A), contactor, relé térmico, botonera, luces piloto.
- Final de carrera es un interruptor, presostato (todos conectados en serie después del contactor).
- Todas las marchas se conectan en paralelo con el elemento que quiero echar a andar.
- Las paradas se conectan en serie.
Enclavamiento Eléctrico
Condición que hace que funcione el KM1, que hace que se pueda activar el KM2.
- Los contactos del relé van en serie.
- Las líneas dependen de la tensión de la bobina, corriente alterna, continua (seguridad transformador).
- Automático: suele ser de 2 amperios, protege la línea contra cortocircuitos.
- Cascada: se para un motor y se paran todos porque están conectados en serie, su encendido es 1-2-3.
- Enclavamiento eléctrico (contactor auxiliar): si no se energizan, no funcionan.