Componentes Fundamentales de Sistemas de Automatización Industrial

El Contactor: Corazón del Automatismo

El contactor es el elemento más importante del automatismo, cuya función principal es conectar y desconectar los elementos del circuito. Los componentes esenciales de un contactor incluyen el circuito magnético, los contactos principales y los contactos auxiliares. A estos se les pueden acoplar mecanismos mecánicos, como contactos temporizados, para ampliar su funcionalidad.

Campo de Aplicaciones de un Autómata

Los autómatas programables (PLCs) se utilizan fundamentalmente en instalaciones que requieren control, procesos de maniobra y señalización, así como para el almacenamiento de programas. Su aplicación se extiende a maquinaria industrial de muebles y madera, instalaciones de aire acondicionado y la industria de la automoción, entre otros.

Estructura de un Autómata Programable

Estructura Externa

La estructura externa de un autómata se clasifica en:

• Compacta: Se distingue por tener todos sus elementos integrados en un solo bloque.
• Modular: Se divide en módulos o partes que realizan funciones específicas.

Estructura Interna

• Sección de Entradas: Codifica las señales procedentes de dispositivos de entrada como pulsadores y finales de carrera. Se distinguen dos tipos de entradas:
  • Entradas Analógicas: Corresponden a mediciones de variables como presión o temperatura.
  • Entradas Digitales: Son las más utilizadas y corresponden a un nivel de tensión. Su alimentación varía según el autómata.
• Unidad Central de Proceso (CPU): Está formada por el procesador y la memoria, constituyendo la inteligencia del sistema.
• Sección de Salidas: Trabaja de forma inversa a las entradas, decodificando las señales provenientes de la CPU para activar actuadores como lámparas, relés y contactores.
• Unidad de Alimentación: Adapta la tensión de la red (ej. 230V 50Hz) a la tensión de funcionamiento del circuito interno del autómata.
• Unidad de Programas: Es el dispositivo utilizado para elaborar y cargar las instrucciones del programa que se desea ejecutar.

Tipos de Relés y sus Funciones

Relés de Maniobra

Se emplean principalmente en equipos de control que requieren un gran número de contactos y enclavamientos.

Relés Temporizados

Son capaces de abrir o cerrar contactos después de un tiempo determinado. Existen tres tipos principales:

• Relés Temporizados a la Conexión: Sus contactos conmutan con un cierto tiempo de retraso tras la activación.
• Relés Temporizados a la Desconexión: Sus contactos conmutan de forma inmediata al activarse y retrasada al desactivarse.
• Relés Temporizados a la Conexión-Desconexión: Combinan ambas funcionalidades temporizadas.

Relés de Protección

Se utilizan para salvaguardar equipos y circuitos ante condiciones anómalas:

• Relés de Máxima y Mínima Tensión: Controlan los niveles de tensión, actuando si estos exceden o caen por debajo de los límites establecidos.
• Relé de Tensión: Consta de una entrada (A1-A2) y contactos auxiliares para señalización o control.
• Relé Detector de Giro: Asegura que un motor gire únicamente en un sentido predeterminado.
• Relé Detector de Secuencia de Fase (o Detector Integral): Protege el circuito contra la falta de fase o secuencias incorrectas.
• Relé de Sonda Térmica: Protege los motores contra el sobrecalentamiento, actuando cuando la temperatura supera un umbral seguro.

Tipos de Fusibles

Los fusibles son dispositivos de protección contra sobrecorriente y cortocircuito. Los tipos comunes incluyen fusibles cilíndricos, de cuchilla, neozed, diazed y de patillas.

Marcado de Conectores y Cables

Un sistema de marcado eficiente es crucial para el mantenimiento y la seguridad:

1. Numeración de Conductores: Cada hilo se identifica con un número para facilitar el seguimiento.
2. Identificación por Borne: El cable conectado a un borne lleva la misma identificación que dicho borne.
3. Identificación por Aparato y Borne: Cada extremo del cable lleva el signo de identificación del aparato al que pertenece, seguido de la numeración del borne al que se conecta.

Relés de Protección del Motor

Estos relés detectan anomalías en el funcionamiento del motor y emiten una señal para detener el circuito, previniendo daños:

• Relés Térmicos: Se utilizan para proteger las máquinas contra sobrecargas. Pueden operar en corriente continua o alterna. Los relés de intensidad pueden ser de dos tipos principales:
  • Relé Térmico Tripolar: Adecuado para corrientes trifásicas, bifásicas y monofásicas. Protege al motor contra sobreintensidades, pero no directamente contra cortocircuitos.
  • Relé Térmico Diferencial: Detecta desequilibrios entre fases o fallos en alguna de ellas (como la fusión de un fusible), funcionando incluso en sistemas con dos fases activas.
• Relé Electromagnético: Aprovecha el campo magnético generado por la corriente para proteger contra cortocircuitos.
• Relé Magnetotérmico: Combina las acciones de protección de los relés térmico y electromagnético, ofreciendo protección integral contra sobreintensidades y cortocircuitos.