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ACTUADORES (APLICACIONES BÁSICAS CON

TRANSFERENCIA DE DATOS A TRAVÉS DE

PUERTOS ESTÁNDAR).

UNIDAD 4

TECNOLOGIAS E INTERFACES DE COMPUTADORAS


Para que un sistema electrónico de control pueda controlar un proceso o producto es necesario que pueda actuar sobre el mismo.

Los dispositivos que realizan esta función reciben diversos nombres, entre ellos: accionamientos y actuadores.

Se considera, en general, que es todo “dispositivo que convierte una magnitud eléctrica en una salida generalmente mecánica, para que pueda provocar un efecto sobre el proceso”

4.3. ACTUADORES.


DEFINICIÓN: Elemento capaz de intervenir en el proceso que pretendemos controlar.

Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.


Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.


Los actuadores son todos aquellos dispositivos que al contrario de los sensores, tienen la capacidad de transformar una magnitud eléctrica en una magnitud física (posición, rotación, activación de solenoides, etc.) por medio de ellos la unidad de control puede ”manipular” el comportamiento del motor para que se ajuste a las condiciones óptimas de funcionamiento. Ejemplo de ellos, son los inyectores, bobinas de encendido, válvula EGR, sistema EVAP, motores de los abanicos, etc.


Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de circuitos de interfaz de E/S muy potente, que les permite conectarse directamente con los sensores y accionamientos del proceso.

De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces especificas permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados:

AUTÓMATAS

Entradas / salidas especiales. Entradas / salidas inteligentes. Procesadores periféricos inteligentes.


!! Según el tipo de energía empleada: !! Accionamientos eléctricos. !! Accionamientos neumáticos. !! Accionamientos hidráulicos. !! Accionamientos térmicos.

CLASIFICACIÓN DE ACTUADORES


Los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.

4.3.1 HIDRÁULICOS.


Bombas hidráulicasAcumuladoresActuadores hidráulicosVálvulas hidráulicas

COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA HIDRÁULICO:


Son los encargados de dotar de movimiento a la estructura mecánica. Los actuadores hidráulicos, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, función en base a fluidos a presión.

ACTUADORES HIDRÁULICOSFUNCION:


Cilindro hidráulico:De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones.

Motor hidráulicoEn los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupo: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión y el segundo de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor. Este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia

EXISTEN DOS GRANDES GRUPOS: CILINDRO HIDRÁULICO

MOTOR HIDRÁULICO


El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón-cremallera). También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.

4.3.2 NEUMÁTICOS.


CLASIFICACIÓN:


Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos. Existen dos tipos:Cilindros de simple efecto,con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.Cilindros de doble efecto,con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Más adelante se describen una gama variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.

ACTUADORES LINEALES


Los actuadores rotativos son los encargados de transformar la energía neumática en energía mecánica de rotación. Dependiendo de si el móvil de giro tiene un ángulo limitado o no, se forman los dos grandes grupos a analizar:Actuadores de giro limitado,que son aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolución(exceptuando alguna mecánica particular como por ejemplo piñón –cremallera). Existen disposiciones de simple y doble efecto para ángulos de giro de 90º, 180º..., hasta un valor máximo de unos 300º(aproximadamente).Motores neumáticos,que son aquellos que proporcionan un movimiento rotatorio constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado número de revoluciones por minuto.

ACTUADORES DE GIRO


Un ejemplo son los cilindros que debe trabajar en atmósferas

agresivas o contaminantes.Particularidades:vástago de acero inoxidable, acero resistente a los

ácidos o aleaciones especiales. 1) Cilindro telescópicoElementos de elevado coste que encuentran su aplicación en largas carreras con mínimo espacio de recogida.

ACTUADORES ESPECIALES


2) Cilindro de doble vástagoTiene un vástago corrido hacia ambos lados. El guiado del vástago es mejor porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede absorber.


Compresores y depósitos de aireSistemas de preparación del aire

comprimidoActuadores neumáticos Válvulas neumáticas

COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA NEUMÁTICO:


ALGUNOS EJEMPLOS SON:


Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.

4.3.3 ELÉCTRICOS.


Motor de corriente continuaMotor de corriente alterna (asíncrono, jaula

de ardilla)Motor de corriente alterna (rotor bobinado)Motor paso a pasoServomotores.

TIPOS DE ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS:


Los actuadores eléctricos se utilizan para robots de tamaño mediano, pues éstos no requieren de tanta velocidad ni potencia como los robots diseñados para funcionar con actuadores hidráulicos. Los robots que usan la energía eléctrica se caracterizan por una mayor exactitud y repetitividad .


Los actuadores eléctricos son más económicos que sus contrapartes hidráulicas y neumáticas. Los actuadores eléctricos tienen el beneficio de una transmisión de energía más limpia, más simple y más eficiente. La integración de los actuadores eléctricos es más sencilla, con controles programables; el mantenimiento se minimiza porque no se requiere cambiar partes o lubricar, excepto en condiciones extremas.

¿POR QUÉ EL ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO?


CUADRO COMPARATIVO DE ACTUADORES

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