Alexander Otalvaro Pitalua Resumen SENSORES Son dispositivos con la capacidad de detectar el alcance, la proximidad y el contacto de las diversas variables físicas de los objetos como energía, velocidad, aceleración, tamaño y cantidad, con el fin de convertir la medición de estas variables en una señal eléctrica, ya sea, binaria, analógica o digital.
Características de un sensor • 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. Entre las características técnicas de un sensor destacan las siguientes: • 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. Criterios de selección Magnitud a medir , Características de alimentación, Características de
salida, Características ambientales, entre otros . . .
Clasificación según señal de salida • Binarios Entregan una señal de encendido (ON) y apagado (OFF) al detectar un cambio en el fenómeno físico brindando la posibilidad de abrir o cerrar algún tipo de circuito, el cual sensa el contacto con el elemento. • Digitales Son aquellos que dan como salida una señal codificada en f orma de pulsos o en forma de palabra digital en cualquier tipo de sistema, codificación binaria, BCD, entre otros. • Analógicos Son aquellos que dan como salida un valor de tensión o corriente variable en forma continua dentro del campo de medida. Algunos rangos de salida son: de 0 a 10V, de -5 a 5V, de 4 a 20mA.
Tipos de sensores: Sensores de proximidad, sensores de movimiento, sensores de presencia, sensores de temperatura, sensores de nivel , sensores de fuerza o torcion, sensores de humedad , entre otros
La automatización: La automatización se refiere al uso de sistemas donde se transfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos que tiene como propósito el conferir un valor agregado a las materias de obra con las que operan. Objetivos de la automatización: El propósito principal de la automatización de un proceso es brindar ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, que al compararse con un control manual, se destaca: • El mejoramiento de calidad del trabajo de la persona con mayor seguridad y protección. • La reducción de la contaminación y el daño ambiental. • El uso racional y eficiente de la energía, trabajo, tiempo, dinero y la materia prima (reducción de costos). • Mayor factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico. • Disminución en los tiempos de procesamiento de información. • Aumento en la factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos.
Componentes de un sistema automatizado: elementos de control, moquinas, actuadores, preactuadores, sensores
Función global de un sistema automático Cuando se tenga claridad sobre la necesidad que se desea suplir, es recomendable diseñar la función global del proceso a automatizar, identificando las partes del proceso: la entrada, la variable a medir, la respuesta que se desea obtener y el sistema técnico a utilizar en el proceso.
ACTUADORES: Se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado, modificando los estados de un sistema. Su función es generar el movimiento de los elementos según las órdenes dadas por la unidad de control. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar un elemento final de control, transformando la energía de entrada en energía de salida utilizable para realizar una acción.
Criterios de selección Para cada tipo de carga existe un determinado tipo de actuador, según se trate de un circuito de iluminación, de un motor o de una válvula, habrá un actuador correspondiente para el funcionamiento del sistema. La selección está en función de la aplicación. Es necesario conocer si el tipo de control del proceso es de interrupción, regulación o rotación. Los actuadores son de distintas formas según el tipo de montaje que se quiera realizar.
Para la selección se debe tener en cuenta factores como: • Potencia • Controlabilidad • Peso y volumen • Precisión • Velocidad • Mantenimiento • Costo
Clasificación: Existen tres tipos de actuadores que son usados para manejar aparatos mecatrónicos: • Hidráulicos • Neumáticos • Eléctricos
Aplicaciones: aplicación de movimiento, aplicación de fluidos, aplicación de alarmas, aplicaciones térmicas,
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN: Así como el lenguaje humano se basa en la capacidad de los seres humanos para comunicarse por medio de signos, un lenguaje de programación es un código formado por símbolos y palabras, usado por los programadores para comunicar instrucciones a un procesador y poder ejecutar un programa. Lenguajes de programación más utilizados en automatización industrial En el campo de la automatización, los equipos encargados del procesamiento y control, cuentan con una capacidad de procesamiento menor y son dis eñados para labores especializadas. Por lo tanto son programados con lenguajes de bajo nivel, de estructuración básica y en algunos casos lenguajes gráficos especializados
GRAFCET: es un diagrama funcional normalizado, que permite hacer un modelo del proceso a automatizar, contemplando entradas, acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas acciones.
Principios básicos: Para realizar el programa correspondiente a un ciclo de trabajo en lenguaje se deberán tener en cuenta los siguientes principios básicos: • Se descompone el proceso en etapas que serán activadas una t ras otra.
• A cada etapa se le asocia una o varias acciones que sólo serán efectivas cuando la etapa esté activa. • Una etapa se activa cuando se cumple la condición de transición. • El cumplimiento de una condición de transición implica la activación de la etapa siguiente y la desactivación de la etapa precedente. • Nunca puede haber dos etapas o condiciones consecutivas, siempre deben ir colocadas de forma alterna.
Clasificación de las secuencias:
En un GRAFCET podemos encontrarnos con tres tipos de secuencias: • Lineales • Con direccionamientos o alternativa • Simultáneas
APLICACIONES EN AUTOMATIZACIÓN En los tiempos modernos la automatización esta casi siempre ligada a informática, a la tecnología del accionamiento y al control, logrando convertirse en una de las aéreas innovadoras debido al desarrollo acelerado de los computadores.
DOMÓTICA: Se entiende por domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar.
INMÓTICA: La inmótica consiste en la aplicación de las nuevas tecnologías a grandes edificios ya sean hoteles, museos, industrias, establecimientos educativos o empresariales, consiguiendo que un edificio automatizado sea además inteligente. Se obtienen las ventajas derivadas de poder integrar los diferentes sistemas del edificio, esto suele conocerse también como edificio inteligente.
Beneficios de los sistemas domótico e Inmótico: ahorro energético, sistema de seguridad , redes de comunicación, calidad de vida .
Funcionalidades del sistema Domótico e Inmótico El sistema de control domótico e inmótico, gestiona cada una de los espacios de las edificaciones arquitectónicas tanto para la vivienda como edificaciones comerciales, concibe un aumento de la eficacia de las instalaciones y asegura la calidad de vida y confort al usuario.
Se pueden clasificar en: control de iluminación, control de aparatos , control de persianas y ventanas, control de climatización, control de riego, sistemas de seguridad,
ROBÓTICA La robótica es la ciencia encaminada a diseñar y construir aparatos y sistemas capaces de realizar tareas propias de un ser humano, combina diversas
disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, tanto domésticos como para la industria.
Beneficios de la robótica • Pueden realizar tareas con mayor precisión y las posibilidades de error se minimiza en gran medida. • Pueden hacer trabajos de rutina con la más cercana precisión, velocidad y eficiencia. • Los robots pueden ser controlados por los seres humanos y computadoras. • Pueden llevar a cabo una serie de instrucciones, sin fallas. • El error de la naturaleza libre de los robots es valioso para muchas industrias, como aeronaves y unidades de la máquina de montaje. Funcionalidades de la robótica La robótica se utiliza en una diversidad de aplicaciones desde robots tortugas en los salones de clases, robots soldadores en la industria automotriz, en medios electrónicos, transporte, hasta brazos teleoperados en el transbordador espacial.
Son muy eficientes y utilizadon en : la agricultura, la medicina, el espacio exterior, en el hogar , la industria y la educación entre otra . .
