CONTACTOR

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

Si bien constructivamente son similares a los relés, no son lo mismo. Su diferencia radica en la misión que cumple cada uno: ambos permiten controlar en forma manual o automática, ya sea localmente o a distancia toda clase de circuitos, pero mientras que los relés controlan corrientes de bajo valor como las de circuitos de alarmas visuales o sonoras, alimentación de contactores, etc.; los contactores se utilizan como interruptores electromagnéticos en la conexión y desconexión de circuitos de iluminación y fuerza motriz de elevada tensión y potencia.

CONMUTACIÓN "TODO O NADA"

La función conmutación todo o nada o a menudo establece e interrumpe la alimentación de los receptores. Esta suele ser la función de los contactores electromagnéticos. En la mayoría de los casos, el control a distancia resulta imprescindible para facilitar la utilización así como la tarea del operario que

suele estar alejado de los mandos de control de potencia. Como norma general, dicho control ofrece información sobre la acción desarrollada que se puede visualizar a través de los pilotos luminosos o de un segundo dispositivo. Estos circuitos eléctricos complementarios llamados “circuitos de esclavización y de señalización” se realizan mediante contactos auxiliares que se incorporan a los contactores, a los contactores auxiliares o a los relés de automatismo, o que ya están incluidos en los bloques aditivos que se montan en los contactores y los contactores auxiliares. La conmutación todo o nada también puede realizarse con relés y contactores estáticos. Del mismo modo puede integrarse en aparatos de funciones múltiples, como los disyuntores motores o los contactores disyuntores.

PARTES

Carcasa

Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor. Además es la presentación visual del contactor.

Electroimán

Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos, los más importantes son el circuito magnético y la bobina; su finalidad es transformar la energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.

Bobina

Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, se separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente. Cuando una bobina se alimenta con corriente alterna la intensidad absorbida por esta, denominada corriente de llamada, es relativamente elevada, debido a que en el circuito solo se tiene la resistencia del conductor.

Esta corriente elevada genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo puede atraer a la armadura y a la resistencia mecánica del resorte o muelle que los mantiene separados en estado de reposo. Una vez que el circuito magnético se cierra, al juntarse el núcleo con la armadura, aumenta la impedancia de la bobina, de tal manera que la corriente de llamada se reduce, obteniendo así una corriente de mantenimiento o de trabajo más baja. Se hace referencia a las bobinas de la siguiente forma: A1 y A2.

Núcleo

Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.

Espira de sombra

Forma parte del circuito magnético, situado en el núcleo de la bobina, y su misión es crear un flujo magnético auxiliar desfasado 120° con respecto al flujo principal, capaz de mantener la armadura atraída por el núcleo evitando así ruidos y vibraciones.

Armadura

Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizadas la bobinas, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada.

Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10 milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la armadura o lo hará con mucha dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria.

Contactos

Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto está compuesto por tres conjuntos de elementos:

Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de las tres partes.

Contactos principales: su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo así que la corriente se transporte desde la red a la carga. Simbología: se referencian con una sola cifra del 1 al 6.

Contactos auxiliares: son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son:

Instantáneos: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito.

Temporizados: actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se des energiza la bobina (temporizados a la desconexión).

De apertura lenta: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura.

De apertura positiva: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.

En su simbología aparecen con dos cifras donde la unidad indica:

1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC.

3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA.

5 y 6, contacto NC de apertura temporizada o de protección.

7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o de protección.

por su parte, la cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece.

Relé térmico

El relé térmico es un elemento de protección que se ubica en el circuito de potencia, contra sobrecargas. Su principio de funcionamiento se basa en la deformación de ciertos elementos, bimetales, bajo el efecto de la temperatura, para accionar, cuando este alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elemento de señalización.

El bimetal está formado por dos metales de diferente coeficiente de dilatación y unidos firmemente entre sí, regularmente mediante soldadura de punto. El calor necesario para curvar o reflexionar la lámina bimetálica es producida por una resistencia, arrollada alrededor del bimetal, que está cubierto con asbesto, a través de la cual circula la corriente que va de la red al motor.

Los bimetales comienzan a curvarse cuando la corriente sobrepasa el valor nominal para el cual han sido dimensionados, empujando una placa de fibra hasta que se produce el cambio de estado de los contactos auxiliares que lleva. El tiempo de desconexión depende de la intensidad de la corriente que circule por las resistencias.

Resorte

Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez que cesa el campo magnético de las bobinas.

FUNCIONAMIENTO

Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías.Los contactos auxiliares son de dos clases: abiertos, NA, y cerrados, NC. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo.

Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, esta mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos, el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser:

Por rotación, pivote sobre su eje. Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. Combinación de movimientos, rotación y traslación.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie.

Podemos ver un ejemplo de aplicación de un contactor, para conectar las salidas bifásicas de un generador, en el esquema se pueden ver dos circuitos, el de los niveles 1, 2 y 3, de maniobra, donde están los pulsadores de conexión y desconexión, la bobina del contactor, su contacto auxiliar, y la fuente de alimentación del circuito de maniobra.

En los niveles 4 y 5, de fuerza, esta el generador bifásico y los contactos del contactor que conectan o desconectan las salidas.

El contactor del ejemplo tiene un contacto auxiliar para su realimentación, la bobina y dos contactos de fuerza en la parte inferior, esquematizado en la línea azul a trazos vertical.

El funcionamiento del mecanismo es el siguiente: mediante los pulsadores Con. y Des. se conecta o desconecta la bobina del contactor, al pulsador Con., que esta en paralelo con el contacto auxiliar, de modo que una vez la bobina excitada se autoalimenta, no siendo necesario que el pulsador Con. siga pulsado.

Si se pulsa Des. se corta la alimentación a la bobina, que se desexcita, desconectándose tanto su realimentación por el contacto auxiliar, como la salida del generador por los contactos de fuerza.

1

2

3

4

5

Si se pulsa simultáneamente Con. y Des. el contactor se desactiva, dado que Des. corta la alimentación a la bobina, independientemente de la posición de Con. o del contacto auxiliar.

No es necesario señalar que este mismo mecanismo puede emplearse para poner en marcha un motor, conectando o desconectando el motor de una fuente de alimentación exterior, y que el número de contactos de fuerza puede ser mayor.

CLASIFICACIÓN

Por su construcción

Contactores electromagnéticos: Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.

Contactores electromecánicos: Se accionan por un servomotor que carga un resorte.

Contactores neumáticos: Se accionan mediante la presión de aire.

Contactores hidráulicos: Se accionan por la presión de aceite.

Contactores estáticos: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como: Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario, la potencia disipada es muy grande, son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante además su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.

Por el tipo de corriente que alimenta a la bobina

Contactores para corriente alterna: Son los contactores más utilizados en la actualidad pudiéndose obtener en el mercado una amplia gama de tamaños en relación con la potencia que deban controlar. En contactores de C.A. es imprescindible la existencia de una espira de cobre en cortocircuito sobre la cara polar principal lo que, junto con un correcto rectificado de las caras polares en contacto contribuye a eliminar la tendencia a la vibración del contactor. Debido a la considerable variación de la impedancia en las bobinas de contactores según su circuito magnético se encuentre abierto o cerrado la corriente inicial de tracción resulta considerablemente mayor que la de mantenimiento que se establece con posterioridad al cierre.

De esa manera, y en forma automática, se dispone de una corriente inicial lo suficientemente grande como para producir el cierre neto y rápido del contactor, y una corriente posterior de mantenimiento de valor reducido pero suficiente para mantenerlo firmemente cerrado.

Los tiempos requeridos para el cierre de contactores oscilan entre 150 y 300 milisegundos, de acuerdo al tamaño de cada uno relacionado con la potencia a controlar.

Contactores para corriente continua: Los contactores para C.C. son obligatoriamente más voluminosos y pesados -por ende más costosos- que sus similares de C.A. adoptando una disposición más abierta. Dicha disposición como así también el mayor tamaño de estos contactores es el resultado de requerir un especial diseño de sus contactos y cámaras de extinción para que sean capaces de soportar y controlar los intensos arcos producidos en la interrupción de circuitos de C.C. como así también de la necesidad de disponer de un mejor acceso a los contactos para tareas de inspección o mantenimiento.

Con igual finalidad estos contactores disponen de las llamadas bobinas "sopladoras" de arcos que, ubicadas inmediatamente debajo del sitio donde se producen los arcos, expanden a estos hacia el interior de las cámaras apagachispas para favorecer su rápida extinción.

Dado que la resistencia de la bobina en estos contactores es de valor constante, para disponer de una corriente inicial suficiente para el cierre, y una corriente posterior de mantenimiento de menor valor se recurre a usar resistores denominados "economizadores". La inclusión de los mismos en el circuito es controlada por un contacto auxiliar del propio contactor (O bien por contactos auxiliares de otro relé o contactor).

Por la categoría de servicio

Las aplicaciones de los contactores, en función de la categoría de servicio, son:

AC1 (cos φ>=0,9): cargas puramente resistivas para calefacción eléctrica. Son para condiciones de servicio ligeros de cargas no inductivas o débilmente inductivas, hornos de resistencia, lamparas de incandesencia, calefacciones eléctricas. No para motores.

AC2 (cos φ=0,6): motores síncronos (de anillos rozantes) para mezcladoras centrífugas.

AC3 (cos φ=0,3): motores asíncronos (rotor jaula de ardilla) en servicio continuo para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores.

AC4 (cos φ=0,3): motores asíncronos (rotor jaula de ardilla) en servicio intermitente para grúas, ascensores.

Criterios para la elección de un contactor

Debemos tener en cuenta algunas cosas, como las siguientes:

1. El tipo de corriente, la tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia.

2. La potencia nominal de la carga.

3. Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita.

4. Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estáticos o de estado sólido.

VENTAJAS DE LOS CONTACTORES

Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos, por los que se recomienda su utilización: automatización en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones, se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas, seguridad para personal técnico, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños, control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de aparatos auxiliares(como interruptores de posición, detectores inductivos, presostatos, temporizadores, etc.), y un ahorro de tiempo a la hora de realizar algunas maniobras.

A estas características hay que añadir que el contactor:

Es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados. Se adapta con rapidez y facilidad a la tensión de alimentación del

circuito de control (cambio de bobina). Ffacilita la distribución de los puestos de paro de emergencia y de los

puestos esclavos, impidiendo que la máquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias.

Protege el receptor contra las caídas de tensión importantes (apertura instantánea por debajo de una tensión mínima).

Funciona tanto en servicio intermitente como en continuo.

RELÉ

Figura 1: Relé enchufable para pequeñas potencias.

Figura 2: Partes de un relé.

Figura 3: Funcionamiento de un relé

Figura 4: Símbolo eléctrico de un relé de 1 circuito.

Figura 5: Regleta con relés.

Figura 6: Diferentes tipos de relés.

Figura 7: Relés de Estado Sólido.

Figura 8: Relés multitensión.

El relé (en francés: relais, “relevo”) o relevador es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una 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, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores".

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le 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.

TIPOS DE RELÉS

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 desactivación, entre otros. Cuando controlan grandes potencias se llaman contactores  en lugar de relés.

Relés electromecánicos

Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo 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. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes

Relé tipo   reed   o de lengüeta : están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla.

Relés polarizados o biestables: 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. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.

Relés multitensión: son la última generación de relés que permiten por medio de un avance tecnológico en el sistema electromagnético del relé desarrollado y patentado por Relaygo, a un relé funcionar en cualquier tensión y frecuencia desde 0 a 300 AC/DC reduciendo a un solo modelo las distintas tensiones y voltajes que se fabricaban hasta ahora.

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 un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecánico destruirian en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos.

Relé de corriente alterna: Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y América Latina oscilarán a 2 x 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 2 x 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.

Relé de láminas: Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente 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. Los relés de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.

Relés de acción retardada: Son relés que ya sea por particularidad de diseño o bien por el sistema de alimentación de la bobina, permiten disponer de retardos en su conexión y/o desconexión.

Relés con retardo a la conexión: El retardo a la conexión de relés puede obtenerse mecánicamente aumentando la masa de la armadura a fin de obtener mayor inercia del sistema móvil; o bien, aumentando la presión de los resortes que debe vencer la fuerza de atracción del relé. También se obtiene un efecto similar de retardo utilizando C.C. para alimentar al relé en una de los dos siguientes formas:

Relé con resistor previo y capacitor en paralelo con la bobina: cuando se alimenta con C.C. al relé, el capacitor, hasta entonces descargado, origina una intensa corriente de carga inicial la cual al atravesar al resistor origina una apreciable caída en la tensión aplicada a la bobina, verificándose así un retraso a la conexión. Cabe aclarar que siempre que se interrumpa la alimentación del relé el capacitor, descargándose sobre la bobina, establecerá también un cierto retraso en la desconexión.

Relé de dos devanados con corriente en oposición: la disposición de uno de estos relés se basa en la existencia de dos devanados conectados en oposición; usualmente designados como principal y auxiliar, y que poseen mayor y menor número de espiras respectivamente. Al aplicarse rensión de C.C. la corriente se establece rápidamente en el devanado auxiliar a la vez que con mucha mayor lentitud en el principal debido a la marcada diferencia en la reactancia inductiva de cada uno (Debido al diferente número de espiras que tiene cada uno) De esa manera y debido a que el campo magnético que originan ambos devanados es opuesto, la actuación del relé se producirá

cuando la fuerza magnetomotriz -en gradual aumento- del devanado principal sea superior a la del devanado auxiliar y la presión de los resortes del relé, con lo que se obtiene el buscado retardo en la conexión.

Relés con retardo a la desconexión: también es posible obtener retardo a la desconexión por medios mecánicos -disminución de la presión de los resortes del relé- aunque en la mayoría de los casos se recurre a alguno de los sistemas que se indican a continuación:

Relé con capacitor en paralelo: como su nombre lo indica, posee un capacitor que por su condición en paralelo toda vez que se interrumpa la alimentación de C.C. al relé considerado, la desconexión resultará retardada por la descarga de dicho capacitor sobre la bobina, sistema con el que se obtienen tiempos muy exactos y que en función de los valores de R y C en consideración puede superar largamente un segundo.

Relé con devanado adicional en cortocircuito: estos disponen de dos devanados: uno de ellos llamado principal o de accionamiento y otro adicional que se encuentra cortocircuitado. Ya sea que el devanado principal sea conectado o desconectado de la tensión de alimentación, la variación de flujo consiguiente inducirá en el devanado adicional una corriente que oponiéndose a la causa que la produce retarda a dicha variación, con lo que se produce así un retardo tanto a la conexión como a la desconexión del relé.

Relé con devanado adicional controlado por contacto auxiliar: estos relés son absolutamente similares a los anteriores, con el único agregado de un contacto auxiliar del propio relé encargado de conectar o desconectar al devanado auxiliar. Así el relé presentará un retardo a la desconexión o a la conexión según se utilice un contacto auxiliar Normal Abierto o Normal Cerrado, respectivamente.

Relés con retención de posición: En este caso los relés poseen un diseño en el cual tienen remaches de elevada remanencia colocados dentro de orificios practicados en el núcleo y la armadura de los mismos, y en exacta coincidencia. Por estar perfectamente rectificadas las caras polares en contacto al cerrar el circuito magnético del relé quedará en esa posición -por remanencia magnética- aunque la bobina se desconecte, retornando a la posición de reposo inicial sólo cuando una corriente de sentido contrario vuelva a abrirlo

VENTAJAS DEL USO DE RELÉS

La gran ventaja de los relés electromagnéticos es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del

electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. También ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control.

En el caso presentado podemos ver un grupo de relés en bases interfases que son controlado por módulos digitales programables que permiten crear funciones de temporización y contador como si de un mini PLD (Dispositivo Lógico Programable) se tratase.

Con estos modernos sistemas los relés pueden actuar de forma programada e independiente lo que supone grandes ventajas en su aplicación aumentando su uso en aplicaciones sin necesidad de utilizar controles como PLD's u otros medios para comandarlos (ver fig 7). Se puede encender por ejemplo una bombilla o motor y al encenderlo se apaga el otro motor o bombilla.

BOTÓN

Botón de aparato electrónico.

Botonería de diversos aparatos electrónicos.

Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son de diversas formas y tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos.

Los botones son por lo general activados, al ser pulsados con un dedo. Permiten el flujo de corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición de reposo.

Puede ser un contacto normalmente abierto en reposo NA o NO (Normally Open en Inglés), o con un contacto normalmente cerrado en reposo NC.

DESCRIPCIÓN

Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el botón, y un muelle que hace recobrar a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.

TIPOS

Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con señalizador. (d) Circular. (e) Extraplano.

FUNCIONAMIENTO

El botón de un dispositivo electrónico funciona por lo general como un interruptor eléctrico, es decir en su interior tiene dos contactos, al ser pulsado uno, se activará la función inversa de la que en ese momento este realizando, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) será cerrado, si es un dispositivo NC (normalmente cerrado) será abierto.

USOS

El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, del hogar y comerciales.

En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos entre sí por una articulación mecánica para que el acto de pulsar un botón haga que el otro botón se deje de presionar. De esta manera, un botón de parada puede "forzar" un botón de inicio para ser liberado. Este método de unión se utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no tienen circuitos eléctricos para el control.

DISEÑO

Hay que tener en cuenta, a la hora de diseñar circuitos electrónicos, que la excesiva acumulación de botones, puede confundir al usuario, por lo que se tenderá a su uso más imprescindible.

También existen "botones virtuales", cuyo funcionamiento debe ser igual al de los "físicos"; aunque su uso queda restringido para pantallas táctiles o gobernadas por otros dispositivos electrónicos.

COLORES

Los botones utilizan a menudo un código de colores para asociarlos con su función de manera que el operador no vaya a pulsar el botón equivocado por error. Los colores comúnmente utilizados son: el color rojo para detener la máquina o proceso, y el verde para arrancar la máquina o proceso.

Definición de sistema de parada de emergencia

Sistema de parada de emergencia RAFI: desde la izquierda: LUMOTAST 25, RAFIX 16F, 2 x RAFIX 16, RAFIX 22 FS y RAFIX 22 QR

Los interruptores de parada de emergencia (EN 60947-5-5) son pulsadores importantes en razón de la seguridad con una función mecánica de enganchado. Los interruptores de parada de emergencia se pueden utilizar también para la función de parada de emergencia según la normativa IEC EN 13850 y pueden activar diversas categorías de parada (en función de la aplicación de seguridad).

Según la directiva de maquinaria se aplican los siguientes criterios:

Un interruptor de parada de emergencia tiene que estar disponible en todo momento

Una pulsación única tiene que conllevar una desconexión inmediata (detención)

La reposición del pulsador de parada de emergencia no debe causar el rearranque

El equipo de conmutación tiene que engancharse Un sistema de parada de emergencia tiene que estar marcado

claramente (rojo/amarillo) Sistema de parada de emergencia en la carcasa: RAFIX 22 FS E-Box

E-Box montada en carril perfilado de 40 mm

E-Box carcasa para sistema de parada de emergencia

E-Box módulo de contacto

RAFI ofrece con la E-Box una carcasa extremadamente plana en un diseño innovador y apta para el montaje de interruptores de parada de emergencia de la serie RAFIX 22 FS. La E-Box se puede emplear en todos aquellos sitios en los que se requieren aparatos de mando en lugares descentralizados. Además, el montaje de la carcasa es muy sencillo. Con las dimensiones de 109 x 40 x 27 mm, la E-Box es idónea para el montaje en los rieles perfilados de 20 mm.

El sistema modular, constituido de unidad inferior y superior de la carcasa, el módulo de contacto con elemento de conmutación y un pulsador de parada de emergencia de la serie RAFIX 22 FS, permite un montaje sencillo rápido. Para la fijación de los carriles perfilados se emplea un clip metálico que se sujeta con un sistema de fijación roscada de un sólo orificio de RAFI en la ranura del carril perfilado. Como opción, se puede montar la unidad inferior de la carcasa

también en las otras diversas superficies. La unidad inferior de la carcasa se puede encajar simplemente a continuación.  Junto al montaje por medio de fijación roscada con un sólo orificio con clip metálico, la E-Box se puede fijar directamente empleando dos tornillos. Después de montar el módulo de contacto, introducir los cables por la unión roscada M16 y de poner a tierra los extremos de los conductores mediante el borne de jaula se fija el pulsador seleccionado con un anillo roscado en la unidad superior de la carcasa. La unidad superior con el pulsador se encaja, a continuación, en la unidad inferior sin utilizar tornillos

Los elementos de conmutación están disponibles en versiones con contactos de oro para como máximo 35 V y 100 mA o bien con contactos de plata para una tensión de alimentación de hasta 250 V y 4 A. El módulo de contacto está disponible para dos contactos de ruptura o con un contacto de ruptura y un contacto de trabajo. También para la variante del sistema de parada de emergencia "Plus 1" con dos contactos de ruptura y un contacto de trabajo hay disponible un módulo de contacto. Para el empleo de pulsadores iluminados están a la venta los módulos de contacto opcionalmente con diodos luminosos. Gracias a la profundidad de montaje extremadamente plana de los aparatos de mando de la serie RAFIX 22 FS y de la conformación de los elementos frontales, RAFI ofrece toda una serie de nuevas oportunidades en el diseño de las carcasas.

Interruptores de parada de emergencia RAFIX 22 FS "Plus 1" con 2 contactos de ruptura y 1 contacto de trabajo

Interruptores de emergencia IP69K

Aparatos de mando y aparatos de aviso RAFIX 22 FS

El interruptor de parada de emergencia RAFIX 22 FS "Plus" ofrece, además de dos contactos de ruptura individuales redundantes para la función de parada de emergencia, a partir de ahora también un contacto de trabajo para la localización.

Este contacto de trabajo complementario del interruptor de parada de emergencia RAFIX 22 FS "Plus 1" se ha concebido, por ejemplo, para informar un monitor de control o un dispositivo maestro adicional de seguridad a través del accionamiento de la parada de emergencia y localizar la parada de emergencia accionada. De este modo se pueden identificar de inmediato y claramente los puntos de avería y, en caso necesario, marcar con un cronosellador. Sobre todo en instalaciones amplias con varios interruptores de parada de emergencia se pueden reducir así las detenciones y los técnicos de servicio pueden localizar de inmediato el lugar de accionamiento.

Elementos de conmutación de parada de emergencia

Interruptor de parada de emergencia con placas de circuitos impresos - conexión THT y con conexión de enchufe

El interruptor de parada de emergencia "Plus 1" forma parte del extenso programa de Programa de aparatos de mando  RAFIX 22 FS,  que se caracterizan por su reducida profundidad de montaje y que están disponibles tanto con conexión de enchufe (profundidad de montaje de tan sólo 27 mm), como también con placa conjunta de circuitos impresos (profundidad de montaje de tan sólo 9,2 mm). Los contactos de oro del interruptor de parada de emergencia se han concebido para las gamas de tensión industrial y se pueden conectar con un máx. de 42 V / 100 mA.

En estos programas se encuentran más productos de parada de emergencia: LUMOTAST 25 , RAFIX 16 y RAFIX 22 QR

SENSOR

SENSOR DE EFECTO HALL

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de

adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, robótica, industria aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.

CARACTERÍSTICAS DE UN SENSOR

Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.

Precisión: es el error de medida máximo esperado. Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la

variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset. (down)

Linealidad o correlación lineal. Sensibilidad  de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la

variación de la magnitud de entrada. Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede

detectarse a la salida. Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto

varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.

Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.

Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

TIPOS DE SENSORES

.

Magnitud Transductor Característica

Posición lineal y angular

Potenciómetro Analógica

Encoder Digital

Sensor Hall Digital

Desplazamiento y deformación

Transformador diferencial de variación lineal

Analógica

Galga extensiométrica Analógica

Magnetoestrictivos A/D

Magnetorresistivos Analógica

LVDT Analógica

Velocidad lineal y angular

Dinamo tacométrica Analógica

Encoder Digital

Detector inductivo Digital

Servo-inclinómetros A/D

RVDT Analógica

Giróscopo

AceleraciónAcelerómetro Analógico

Servo-accelerómetros

Fuerza y par (deformación)

Galga extensiométrica Analógico

Triaxiales A/D

Presión

Membranas Analógica

Piezoeléctricos Analógica

Manómetros Digitales Digital

CaudalTurbina Analógica

Magnético Analógica

Temperatura

Termopar Analógica

RTD Analógica

Termistor NTC Analógica

Termistor PTC Analógica

[Bimetal - Termostato I/0

Sensores de presencia

Inductivos I/0

Capacitivos I/0

Ópticos I/0 y Analógica

Sensores táctilesMatriz de contactos I/0

Piel artificial Analógica

Visión artificial

Cámaras de videoProcesamiento

digital

Cámaras CCD o CMOSProcesamiento

digital

Sensor de proximidad

Sensor final de carrera

Sensor capacitivo Analógica

Sensor inductivo Analógica

Sensor fotoeléctrico Analógica

Sensor acústico (presión sonora)

micrófono Analógica

Sensores de acidez ISFET

Sensor de luz fotodiodo Analógica

Fotorresistencia Analógica

Fototransistor Analógica

Célula fotoeléctrica Analógica

Sensores captura de movimiento

Sensores inerciales

Algunas magnitudes pueden calcularse mediante la medición y cálculo de otras, por ejemplo, la velocidad de un móvil puede calcularse a partir de la integración numérica de su aceleración. La masa de un objeto puede conocerse mediante la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre él en comparación con la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto de masa conocida (patrón).

TEMPORIZADOR

Un temporizador o minutero es un dispositivo, con frecuencia programable, que permite medir el tiempo. La primera generación fueron los relojes de arena, que fueron sustituidos por relojes convencionales y más tarde por un dispositivo íntegramente electrónico. Cuando trascurre el tiempo configurado se hace saltar una alarma o alguna otra función a modo de advertencia.

USO DOMÉSTICO

Un temporizador puede ser un utensilio de cocina que permite controlar los tiempos de cocción (denominándose este tipo de temporizador como minutero). A menudo se integran en los hornos convencionales u hornos microondas. También aparatos como lalavadora o la secadora están equipados con temporizadores.

En la actualidad la mayor parte de los aparatos electrónicos, tales como los teléfonos móviles o los ordenadores personales, cuentan con una función de temporizador.

Zócalo con un temporizador.

Un temporizador puede utilizarse también como un simulador de presencia, permitiendo que un aparato electrónico (cómo una radio o una luz) permanezca encendido durante un tiempo predeterminado, con el fin de prevenir robos. Igualmente puede utilizarse para que un dispositivo conectado a la corriente eléctrica se conecte o desconecte en un momento dado (relativo, ej. al de una hora o absoluto, ej. a las 13.00). Esto es especialmente útil para aquellos aparatos que no cuentan con un temporizador propio o que no pueden programarse.

Minutero de escalera o garaje

Un minutero o automático de escalera, se suele utilizar durante un tiempo preprogramado (que puede llegar hasta los diez minutos1 ) desde que se pulsa un botón o interruptor.2 3 4 Algunos de ellos se pueden "rearmar" durante la temporización, mediante una nueva pulsación, iniciándose un nuevo ciclo.5

También puede emplearse por los particulares para usos domésticos (como puede ser dejar encendido, durante un determinado número de minutos, un aparato o las luces dentro de una vivienda).

Se suele montar sobre carril DIN.

Otros usos

El temporizador es un elemento importante en muchos campos, como por ejemplo en los laboratorios biológicos, donde permite controlar con precisión el tiempo de exposición, tales como la digestión enzimática.

También se utiliza para la detonación de explosivos, permitiendo evacuar un área de peligro.

Un temporizador digital sencillo. Los componentes internos -incluyendo la placa de circuito con un chip de control y LED de visualización, una batería y un zumbador - son visibles.

INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO

Cuadro eléctrico de protección en una vivienda. Compuesto por: interruptor de control de potencia, interruptores magnetotérmicos e interruptores

diferenciales.

Un interruptor magnetotérmico, interruptor termomagnético o llave térmica, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

No se debe confundir con un interruptor diferencial o disyuntor.

Al igual que los fusibles, los interruptores magnetotérmicos protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.

FUNCIONAMIENTO

Sección y símbolo de un magnetotérmico.

Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces (segun la letra B,C,D,...) la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magnetotérmico) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción.

Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

La otra parte está constituida por una lámina bimetálica (representada en rojo) que, al calentarse por encima de un determinado límite, sufre una deformación y pasa a la posición señalada en línea de trazos lo que, mediante el correspondiente dispositivo mecánico (M), provoca la apertura del contacto C.

Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos.

Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito.

Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca.

El dispositivo descrito es un interruptor magnetotérmico unipolar, por cuanto sólo corta uno de los hilos del suministro eléctrico. También existen versiones bipolares y para corrientes trifásicas, pero en esencia todos están fundados en los mismos principios que el descrito.

Se dice que un interruptor es de corte omnipolar cuando interrumpe la corriente en todos los conductores activos, es decir las fases y el neutro si está distribuido.

Las características que definen un interruptor termomagnético son el amperaje, el número de polos, el poder de corte y el tipo de curva de disparo (B,C,D,MA). (por ejemplo,Interruptor termomagnético C-16A-IV 4,5kA, que necesita unos 10x16A -entre 5 y 10 veces el amperaje indicado- para saltar en menos de un segundo y proteger el circuito. Si fuese B-16A-IV 4,5kA necesitaria unos 5x16A - es decir entre 3 y 5 veces el valor nominal indicado-. Una corriente mantenida de 16 A provocaria el disparo al cabo de una hora.

Controlador lógico programable ( PLC )

Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (programmable logic controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática oautomatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.

Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real «duro», donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.1

HISTORIA

Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.

En un rack UR2 de nueve ranuras, de izquierda a derecha: fuente de alimentación PS407 4A, CPU 416-3, módulo de interfaz IM 460-0 y procesador

de comunicaciones CP 443-1.

En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors) emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates nº 84.2 Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler). Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es considerado como el «padre» del PLC.3 La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould Electronics,

y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario.

DESARROLLO

Los primeros PLC fueron diseñados para reemplazar los sistemas de relés lógicos. Estos PLC fueron programados en lenguaje Ladder, que se parece mucho a un diagrama esquemático de la lógica de relés. Este sistema fue elegido para reducir las demandas de formación de los técnicos existentes. Otros autómatas primarios utilizaron un formulario de listas de instrucciones de programación.

Los PLCs modernos pueden ser programados de diversas maneras, desde la lógica de escalera de relés, a los lenguajes de programación tales como dialectos especialmente adaptados de BASIC y C. Otro método es la lógica de estado, un lenguaje de programación de alto nivel diseñado para programar PLC basados en diagramas de estado.

FUNCIONES

La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace-PLC programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas aplicaciones. En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los PLCs, y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como los procesadores utilizados en los PLC. Además de las limitaciones de hardware de lógica basada en escritorio; sistemas operativos tales como Windows no se prestan a la ejecución de la lógica determinista, con el resultado de que la lógica no siempre puede responder a los cambios en el estado de la lógica o de los estado de entrada con la consistencia extrema en el tiempo como se espera de los PLCs. Sin embargo, este tipo de aplicaciones de escritorio lógicos encuentran uso en situaciones menos críticas, como la automatización de laboratorio y su uso en instalaciones pequeñas en las que la aplicación es menos exigente y crítica, ya que por lo general son mucho menos costosos que los PLCs.

Relé lógico programable (PLR)

En los últimos años, unos pequeños productos llamados relés lógicos programables (PLR), y también por otros nombres similares, se han vuelto más comunes y aceptados. Estos son muy similares a los PLC, y se utilizan en la industria ligera, donde sólo unos pocos puntos de entrada/salida (es decir, unas pocas señales que llegan desde el mundo real y algunas que salen) están involucrados, y el bajo costo es deseado. Estos pequeños dispositivos se hacen típicamente en un tamaño físico y forma común por varios fabricantes, y con la marca de los fabricantes más grandes de PLCs para completar su gama baja de producto final. La mayoría de ellos tienen entre 8 y 12 entradas digitales, 4 y 8 salidas discretas, y hasta 2 entradas analógicas. El tamaño es por lo general alrededor de 10 cm de ancho y 7,5 cm de alto y 7,5 cm de profundidad. La mayoría de estos dispositivos incluyen una pantalla LCD de tamaño pequeño para la visualización simplificada lógica de escalera (sólo una porción muy pequeña del programa está visible en un momento dado) y el estado de los puntos de E/S. Normalmente estas pantallas están acompañados por una botonera basculante de cuatro posiciones más cuatro pulsadores más separados, y se usan para navegar y editar la lógica. La mayoría tienen un pequeño conector para la conexión a través de RS-232 o RS-485 a un ordenador personal para que los programadores pueden utilizar simples aplicaciones de Windows para la programación en lugar de verse obligados a utilizar la pantalla LCD y el conjunto de pequeños pulsadores para este fin. A diferencia de los PLCs regulares que son generalmente modulares y ampliables en gran medida, los PLRs son por lo general no modulares o expansibles, pero su precio puede ser dos órdenes de magnitud menos de un PLC y todavía ofrecen un diseño robusto y de ejecución determinista de la lógica. En los últimos años se está incluso incorporando en estos pequeños dispositivos, una conexión de red Ethernet con RJ45 que permite configurar y monitorizar el equipo de forma remota.

VENTAJAS

Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLC’s, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento.

OTROS USOS

Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones

aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID (proporcional integral y derivativo).

NEUMÁTICA

La neumática (del griego πνεῦμα [pneuma], ‘aire’) es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energíanecesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

Mandos neumáticos

Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por:

Elementos de información. Elementos de trabajo. Elementos artísticos.

Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido.

En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo).

Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales.

La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por

tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.

Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.

Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:

Distribuir el fluido Regular caudal Regular presión

Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques).

Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:

Válvulas de vías o distribuidoras Válvulas de bloqueo Válvulas de presión Válvulas de caudal Válvulas de cierre Valvulas de bmx street

Comparación con otros medios

Circuito neumático.

Tanto la lógica neumática como la realización de acciones con neumática tiene ventajas y desventajas sobre otros métodos (hidráulica, eléctrica, electrónica). Algunos criterios a seguir para tomar una elección son:

El medio ambiente. Si el medio es inflamable no se recomienda el empleo de equipos eléctricos y tanto la neumática como la hidráulica son una buena opción.

La precisión requerida. La lógica neumática es de todo o nada, por lo que el control es limitado. Si la aplicación requiere gran precisión son mejores otras alternativas electrónicas.

Por otro lado, hay que considerar algunos aspectos particulares de la neumática:

Requiere una fuente de aire comprimido, por lo que se ha de emplear un compresor.

Es una aplicación que no contamina por si misma al medio ambiente (caso hidráulica).

Al ser un fluido compresible absorbe parte de la energía, mucha más que la hidráulica.

La energía neumática se puede almacenar, pudiendo emplearse en caso de fallo eléctrico.

CIRCUITOS NEUMÁTICOS

Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados.

Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se forma por ramificaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema.

Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de sub-sistemas neumáticos:

Sistema manual Sistemas semiautomáticos Sistemas automáticos Sistemas lógicos