Clase 5 Auto-II 2t-u

8/16/2019 Clase 5 Auto-II 2t-u

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Wilton Agila, Ph.D.

4Clase 5.Fecha: 18/01/2016



Contenido General1. INTRODUCCIÓN A LA OLEO-NEUMÁTI

2. DISPOSITIVOS DE MANDO YACTUACIÓN.

3. AUTOMATISMOS OLEO-NEUMÁTICOS.4. CONTROL CONTINUO DE PROCESOS

CON PLC (1parte).

5. CONTROL CONTINUO DE PROCESOSCON PLC (2parte).

6. APLICACIONES INDUSTRIALES (HMI).



Sensores:• Sirven para medir variables físicas de interés• Existe una variedad de sensores: tamaño, forma y variable a medir.

Partes de la Automatización



Clasificación de los Sensores:

Partes de la Automatización



Sensores digitales:

Sensores

• Son dispositivos que entregan una señal discreta (0 o 1),es decir, dos valores extremos (abierto-cerrado).

•

Los dos estados están asociados al cierre o apertura de uncontacto eléctrico, o al estado de conducción o corte deun transistor.

• Ejemplo: switch (finales de carrera), inductivos,

capacitivos, termostatos, presostatos, fotocélulas, entreotros.



Sensores digitales: switch

Sensores

• Los sensores más comunes de este tipo son switches yentregan una salida discreta de dos valores extremos(abierto-cerrado). Ejm:

• Sensores conectados aun microcontrolador enconfiguración Pull-up.

• Divisor de voltaje a laentrada.

Final de carrera / Switch.





Sensores Bi-metálicos (temperatura):

Sensores

• Utilizan la propiedad de los materiales:• Al aumentar la temperatura se expanden.• Para mismos cambios de temperatura diferentes tipos de

materiales se expanden de manera diferente.

Baja temperatura Alta temperatura



SensoresNivel de Líquidos:

• Los contactos son libres de tensión.• Vcc, Vca.



Sensores digitales conexión: switches

Sensores

• Normalmente se utiliza unafuente externa independiente del

PLC.• Manipulación.• Aumento de sensores.

• La masa de la fuente externadebe conectarse a la masa delPLC.

• Punto de referencia.

• Un relé o contacto auxiliar deun contactor puede considerarse.•

Botonera/Pulsador.

Final de carrera (Switch) conectado a un PLC.



Sensores digitales conexión: switches

Sensores

Final de carrera (Switch) conectado a un PLC.



Sensores Inductivos:

Sensores

• Incorporan una bobina electromagnética (oscilador) paragenerar un campo magnético, que es usada para detectar lapresencia de un objeto metálico conductor.

• Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos.

• Cuando un objetivo metálicoentra al campoelectromagnético, circulancorrientes de Eddy dentro delobjetivo.

• La presencia del objeto aumenta la carga en el sensor, disminuyendo laamplitud 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.




Sensores

• Principio de operación

Funcionan sin contacto físico de ningún tipo.




Sensores




Sensores

Medida de nivel de líquidos



Sensores Capacitivos:

Sensores

• Detectan la presencia de cualquier material aislante, solidos,líquidos, y constan esencialmente de un oscilador cuyoscondensadores se encuentran en la cara sensible deldetector.

• En presencia del material a detectar se modifican lascapacidades de acoplamiento, provocando la señal deactivación.



Sensores Capacitivos:

Sensores

Aplicación:

Llenado de silos Llenado de liquido

No contacto directo



Sensores de luz:

Sensores

• Permiten distinguir cambios en la intensidad de la luz que elsensor percibe en su superficie, un sensor de luz incluye:

• Un emisor de luz para detectar la presencia de un objeto quecruza la barrera luminosa.

• Un transductor fotoeléctrico que convierte una señal luminosa enseñal eléctrica.

• Se los utiliza con frecuencia para la detección de objetoscercanos en una línea de producción.

• Entre los sensoresde luz más comunesse encuentran:

• Fotoresistores• Fotocelulas• Sensor de alcance infrarrojo



Sensores de luz:

Sensores

• Las fotorresistencias (también llamados LDR) cambian elvalor de su resistencia con la cantidad de luz recibida.

• Con la incidencia de luz su resistencia es del orden de pocosohmios a 1k.• En la oscuridad su resistencia es del orden de los megaohmios (switch).



Células fotoeléctricas:

Sensores

• Son detectores de proximidad basados en el haz de luz queemiten diodos Leds y fototransistores de infrarrojo como detector.Consta de EMISOR – RECEPTOR

• Gran rendimiento, duración e insensibles a temperaturasextremas.

• Hay tres grupos:





Células fotoeléctricas:

Sensores



SensoresCélulas fotoeléctricas:

• Sensor infrarrojo con señal de salida (0-1) de corta distancia,usado para conteo de vueltas o medida de velocidad.

Discos transparentes con líneas negras, colocadosen el eje del motor.



SensoresInterface de conexión:

Circuito para detectar el número de vueltas que giran las aspas.Se producirán cuatro pulsos por vuelta porque se trata de un ventiladorde cuatro aspas.



SensoresConexión a un PLC:Los sensores electrónicos de dos estados suelen utilizar una fuenteexterna:

a) suministro de energía a la electrónica asociada.b) Aumento de conexión de sensores y tipos de sensores.



SensoresConexión a un PLC:

• Esta clase de sensores o detectores tienen dos tipos de salidasnormalizadas:

• PNP, conectado a módulos de entradas positivas.• NPN, conectado a módulos de entradas negativas.



SensoresEncoder / tacómetros:

Son dispositivos electromecánicos que permiten monitorearvelocidad angular y dirección de giro de un motor, caudal.

• Un encoder utiliza sensores ópticos y discos o segmentos deseñal para generar una serie de pulsos.•

Se tiene: encoder incremental y encoder absoluto (códigosbinarios, código gray, BCD, etc).

Sensor óptico



Sensores• Encoder de UNA sola señal: dispositivos que generan un tren de

pulsos, presentado en la anterior diapositiva.• Mientras mayor sea el número de ranuras que puedan leerse con ayuda

del sensor óptico, mayor será la precisión que se obtenga de lamedición.

Rueda de un robot

Ejemplo de aplicación:• Disco ranurado que es leído por un sensoróptico indicando el movimiento de la ruedadel robot.



SensoresEl encoder Incremental de DOS señales:

• Proporciona normalmente dos ondas cuadradas A y Bdesfasadas 90º eléctricos.

• La señal A proporciona información sobre la velocidad derotación.• La señal B da información sobre el sentido de giro.

Encoder que se acopla al eje giratorio

Al eje del motor



SensoresEncoder Incremental con TRES señales :

• Proporcionan una señal adicional a las dos ondascuadradas A y B desfasadas 90º eléctricos.

• La señal A proporciona información sobre lavelocidad de rotación.

• La señal B proporciona información sobre elsentido de giro.

• La señal adicional Z permite obtener unaposición cero o de referencia del eje.

• Z se sincroniza respecto al canal A o B.

Usados en entornosdonde hay ruido.



SensoresEncoder Absoluto :

• Su posición está determinada por una codificación únicapara cada posición del disco.

• Para su codificación, presentan un solo bit de cambio entre dos

posiciones o códigos consecutivos del disco, cada paso de ángulo.

Encoder decuatro bits

Características:• Precisos.• Fáciles de interpretar.



SensoresEncoder Absoluto :



SensoresAnalógicos:

Sensor de PresiónSensor de Temperatura PT100 Sensores de Nivel

• Suministran una señal analógica proporcional a una variablefísica, como: presión, temperatura, nivel, caudal, velocidad,posición, señal continua.




• Termocuplas: – Utilizan la propiedad de que al unir dos metales y al calentar uno de

los extremos se produce un movimiento de electrones y con ello unadiferencia de tensión en el otro extremo.

– Varios tipos según el material utilizado para la unión.

Los más populares: J, K, T.




• RTD / PT100: – Ciertos metales exhiben un coeficiente de temperatura de resistencia

positivo, esto es: – Al aumentar la temperatura del metal, también lo hace su resistencia

óhmica. – PT100. es de platino y a 0°C produce una resistencia de 100 ohmios

S




• Ultrasonido: no son más que vibraciones mecánicas quetienen lugar en el medio circundante, generadas de maneranatural o artificial.

• Presentan la particularidad de que no son perceptibles por el

oído humano (20Hz – 20KHz).• Trabajan en una onda más alta que la audible (40khz).

• Envían un pulso sonora y miden el tiempo que se demora enretornar, utilizan la velocidad del sonido.

• Permite medir la distancia de objetos lejanos.

S




Opciones para evitar las turbulenciasUltrasonido: Aplicación

S




Piezo-eléctricosPiezo-resistivos : cambian el valor de resistencia en función de la fuerzaejercida al material.

Aplicación:Galgas extensiométricas (pesos)

Presión:

Puente de Wheatstone

S



SensoresAnalógicos:Presión: Aplicación

S



SensoresAnalógicos:Caudal:

• El caudal, Q, de un fluido en una tubería esdirectamente proporcional a la velocidad de el fluido,

V, y la sección transversal de la tubería, A.Q= V x A [m3/s], [L/min]

• Si se desea aumentar el caudal en la tubería:• Aumentar V del fluido.• Aumentar la sección de la tubería.

• El fluido puede ser medido de mucha maneras, entreellas:

S



SensoresAnalógicos:Caudal: Medida mediante pulsos.

Presencia del fluido. Caudal del fluido.

Rotor de paletas.

S



SensoresAnalógicos:Caudal: Medida mediante temperatura.

Medidor / Controlador Esquema

S



SensoresAnalógicos:Caudal: Medida mediante temperatura.

Controlador

S




Acelerómetros.• Es un dispositivo que permite medir el movimiento y las vibraciones

a las que está sometido un objeto :• Vibraciones en motores: rodamientos, etc.

Su construcción:• Consisten en una diminuta masa suspendida, (dentro de un chip).• En la cual se incorporan piezoresistores embebidos en la estructur a,

lo que permite detectar cambios en la posición de la masa cuando elchip se mueve.

S



SensoresSimbología y conexión de los sensores:

Señal de salida del sensor

Simbología de tres hilos.

S



SensoresSimbología:

S



SensoresDiagrama P&ID: Planta de llenado de GLP en tanqueros

Sensores



SensoresDiagrama P&ID: Planta de llenado de GLP en tanqueros

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