Detectores, sensores y actuadores en automatización industrial: tipos y funcionamiento
Resumen
El documento describe los principales elementos de detección, accionamiento y control empleados en automatización: interruptores, sensores resistivos, células fotoeléctricas, detectores de temperatura y humo, sensores de viento, actuadores y relés. Permite conocer el funcionamiento básico de cada dispositivo y cómo se aplican en sistemas automatizados.
Puntos clave
- Los sensores resistivos varían su resistencia según la magnitud medida: potenciómetro, termistor, RTD y LDR.
- Las células fotoeléctricas pueden ser de barrera, réflex, réflex polarizado o de proximidad, según cómo se detecta el objeto.
- Los detectores de humo emplean principios de temperatura, efecto óptico o ionización.
- Un relé es un interruptor accionado por un electroimán: al circular corriente por la bobina, los contactos se cierran.
- El contactor sirve para abrir y cerrar circuitos de potencia, mientras que el disyuntor protege la línea frente a sobrecorrientes o fallos.
- Los servomotores incluyen motor, engranajes, circuito de control y sensor de posición; los motores paso a paso ofrecen gran precisión.
Detectores y accionamiento manual
Accionamiento manual: elementos para iniciar o detener acciones de forma manual. Entre ellos se incluyen:
- Interruptor
- Pulsador
- Interruptor y pulsador específicos
- Conmutadores y llaves de cruce
- Finales de carrera
Sensores pasivos resistivos
Sensores que varían su resistencia eléctrica según la magnitud física medida:
- Potenciómetro: resistencia variable ajustable.
- Termistor: sensor de temperatura cuya resistencia varía con la temperatura.
- Termorresistencias (RTD): variación de resistencia con la temperatura.
- LDR (fotorresistencia): resistencia que cambia según la iluminación.
Células fotoeléctricas
Detectores ópticos para detección de objetos y presencia de haces luminosos:
- Detector de barrera: el emisor genera un haz de luz infrarroja y el receptor lo recibe; la interrupción del haz indica presencia.
- Detector réflex: emisor y receptor del haz luminoso juntos, detecta reflexiones del objeto.
- Detector réflex polarizado: evita falsas detecciones por objetos brillantes mediante polarización.
- Detector de proximidad: funcionamiento similar al réflex para detección cercana de objetos.
Detectores de temperatura y humo
- Termostato
- Termopares
- Pirómetros de radiación
- Detector de humo y fuego:
- Detector por temperatura: detecta cambios de temperatura relevantes y avisa.
- Detector por efecto óptico: utiliza emisor y receptor ópticos para detectar partículas o cambios en la luz.
- Detector iónico: detecta reducción de corriente eléctrica por presencia de humo.
Detector de luminosidad
Sensor de luminosidad: usado para ahorro de energía. Ejemplo: interruptores crepusculares que accionan la iluminación según el nivel de luz ambiental.
Sensores de viento
Medición de velocidad y dirección del viento mediante distintos principios:
- Anemómetro de copa: diseño tradicional (cucharillas), orientado principalmente para medir velocidad horizontal.
- Anemómetro por ultrasonidos: mide viento mediante tiempo de tránsito de pulsos ultrasónicos.
- Anemómetro de hélice: mide la velocidad y puede orientarse en varias direcciones.
Otros sensores
- Detector de rotura de cristal
- Pluviómetros (medición de precipitación)
- Sensor de inclinación
- Caudalímetros
Tecnologías de automatización
Principales tecnologías y medios de comunicación empleados en automatización:
- PLC y relés programables (Controladores Lógicos Programables).
- Centrales programables
- Corrientes portadoras (comunicación mediante la línea eléctrica).
- Sistemas de radiofrecuencia
- Buses inmóticos (comunicaciones para automatización de edificios).
- Dimmer: regula la intensidad luminosa según se requiera.
Actuadores: servomotores y motores paso a paso
- Servomotor: formado por un motor de corriente continua, engranajes, un circuito de control y un sensor de posición.
- Motor paso a paso: ofrece mayor precisión que algunos servomotores; requieren múltiples electroimanes distribuidos alrededor de un rotor para generar pasos precisos.
- Electroválvula: dispositivo que, mediante una bobina, abre o cierra una vía de fluido.
Relés
Relé: es un interruptor accionado por un electroimán. Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético: cuando la corriente atraviesa la bobina se genera un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce, convirtiéndolo en un imán y atrayendo al inducido, lo que fuerza a los contactos a tocarse; cuando se desconecta, los contactos vuelven a separarse.
Tipos de relé:
- Relé de conmutación: interruptor/conmutador, puede ser multipolar.
- Relé de estado sólido
- Relé temporizador: temporiza la conexión o desconexión.
- Relé térmico
Contactor
Contactor: su función principal es abrir y cerrar circuitos; está formado por una bobina y unos contactos que actúan como interruptores, permitiendo conmutar cargas de potencia.
Disyuntor
Disyuntor: dispositivo de protección que se coloca al principio de la línea de potencia para interrumpir el suministro en caso de sobrecorriente o fallo.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un contactor y un disyuntor?
El contactor sirve principalmente para abrir y cerrar circuitos de potencia mediante una bobina y contactos. El disyuntor es un dispositivo de protección que interrumpe el suministro en caso de sobrecorriente o fallo.
¿Cómo funciona un relé?
Cuando la corriente atraviesa la bobina se genera un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce, atrayendo al inducido y haciendo que los contactos se toquen. Al desconectarse la corriente, los contactos vuelven a separarse.
¿En qué se diferencia un detector réflex polarizado de un réflex normal?
El detector réflex polarizado utiliza polarización para evitar falsas detecciones causadas por objetos brillantes.
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