Actuadores neumáticos, sistemas de control y variables lógicas: una introducción
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Actuadores Neumáticos
Cilindro Simple
Los cilindros simples tienen una conexión de aire comprimido. Solo pueden realizar trabajo en un sentido; por lo tanto, necesitan la mitad de aire que si el movimiento fuese en ambos sentidos. El retroceso se produce al dejar de aplicar aire. Aplicaciones típicas incluyen operaciones de sujeción, expulsión, apretado y alimentación.
Cilindro Doble
Los cilindros dobles tienen dos tomas de aire, una a cada lado del émbolo. Pueden producir movimiento en ambos sentidos: avance y retroceso. La presión ejercida por el aire comprimido provoca el desplazamiento del émbolo en ambos sentidos, disponiendo así de fuerza tanto en el avance como en el retroceso.
Principios Fundamentales de la Neumática
Ley de Pascal
La presión aplicada a un fluido confinado se transmite íntegramente en todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente a las paredes del recipiente. P1=P2; F1/S1 = F2/S2
Ley de Continuidad
Para líquidos incompresibles, la densidad es constante. Si un líquido circula de forma continua por una conducción con diferentes secciones, su caudal será igual en todas ellas: S1·V1 = S2·V2; S = π·D²/4
Teorema de Bernoulli
La energía que posee un fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. Podemos establecer un balance energético: Ep = energía potencial; Eh = energía hidrostática debida a la presión = p·S·l; Ec = energía cinética. La ecuación de Bernoulli se expresa como: m·g·h1 + p1·S1·l1 + 1/2·m·v1² = m·g·h2 + p2·S2·l2 + 1/2·m·v2². Considerando S1·l1 = S2·l2 y m = d·V, la ecuación se simplifica a: d·g·h1 + p1 + 1/2·d·v1² = d·g·h2 + p2 + 1/2·d·v2²
Señales y Sistemas de Control
Definición de Señal
Una señal es información que representa una determinada magnitud física y su evolución en el tiempo.
Sistemas de Control
Un sistema de control es un conjunto de componentes que actúan conjuntamente para realizar una función de control. Está conformado por mandos de entrada, captadores, comparadores, amplificadores y actuadores.
Tipos de Señales
- Analógicas: La magnitud observada presenta una evolución continua en el margen de funcionamiento.
- Digitales: Entre dos valores no hay intermedios. Se salta directamente de uno a otro.
Sensores de Temperatura
- Termoresistencias: Varían la resistencia del conductor con la temperatura. Rt = R0 (1 + α·T), donde R0 es la resistencia a 0°C y α es el coeficiente de temperatura.
- Termistores: Son semiconductores a base de óxidos metálicos con un coeficiente de temperatura muy elevado y variación lineal con la temperatura. Existen termistores PTC (coeficiente de temperatura positivo) y NTC (coeficiente de temperatura negativo).
- Termopares: Dos metales distintos unidos por uno de sus extremos. Al calentar la unión, se produce una diferencia de potencial en sus extremos libres, proporcional a la diferencia de temperatura entre los extremos del termopar.
Variables Lógicas y Álgebra de Boole
Variable Lógica
Una variable lógica es un símbolo (normalmente una letra) que representa una proposición afirmativa, exenta de ambigüedad, que se manifiesta mediante una oración gramatical.
Función Lógica
Una función lógica es una combinación de proposiciones cuyas variables son binarias y están unidas mediante los operadores del álgebra de Boole: suma lógica (+), producto lógico (·) o negación (¬).
Tabla de Verdad
Una tabla de verdad representa una función lógica, indicando cuándo la función es afirmativa en función de los valores de las variables lógicas independientes.
Sistema Hexadecimal
El sistema hexadecimal es un sistema de numeración posicional que tiene como base el 16.