Fundamentos de Sensores y Sistemas de Control para Automatización

Tipos de Sensores y Sistemas de Control en Automatización

Sensores de Presencia y Proximidad

• Fin de Carrera: Abren y cierran un contacto. Requieren contacto físico entre el objeto y el sensor. Coste reducido.
• Sin Contacto:
  • Inductivos: Se basan en la alteración de la inductancia de la bobina al acercar un objeto metálico.
  • Capacitivos: Detectan la variación del dieléctrico del condensador por la presencia de un objeto. Utilizados para detección de nivel y presencia.
  • Ópticos: Detectan la interrupción o reflexión de la luz. Aplicaciones en detección de presencia y altura.
  • Ultrasonido: Funcionan mediante la emisión de una onda sonora y la recepción de su eco.
  • Reed y Efecto Hall: Sensores que detectan campos magnéticos, a menudo usados para detección de presencia o posición.

Sensores de Posición

• Potenciómetro: Varía la tensión en función de la posición o giro. Son económicos, pero presentan alto desgaste.
• Codificador (Encoder): Detectan la luz a través de un disco o regla. Miden posición absoluta (sensores absolutos) o incrementos de posición (sensores incrementales).
• Synchro/Resolver: Miden el ángulo de inclinación de ejes y dispositivos similares. Son transformadores.
• LVDT (Transformador Diferencial Variable Lineal): Mide movimientos lineales.

Sensores de Fuerza

• Piezoeléctricos: Miden fuerza o presión mediante la generación de una carga eléctrica.
• Reactancia Variable: (Tipo de sensor que varía su reactancia en función de una magnitud física).
• Galgas Extensiométricas: Miden la fuerza basándose en la variación de la resistencia de un hilo conductor al deformarse.

Otros Tipos de Sensores

• Sensores de Aceleración
• Sensores de Presión
• Sensores de Caudal (siguen el principio de Bernoulli)
• Sensores de Nivel
• Sensores de Temperatura

Sistemas de Control

Sistemas Cableados

• Sistemas Electrónicos: Mayor coste de desarrollo, rentables a gran escala.
• Sistemas Neumáticos: Adecuados para aplicaciones especiales.
• Sistemas Electromecánicos: Facilidad de diseño y mantenimiento.

Sistemas Programables

• Sistemas Electrónicos: Mayor coste, rentables a gran escala.
• Componentes Comerciales: Bajo coste, mayor flexibilidad, requieren más personal para su implementación y mantenimiento. Ejemplos:
  • PC (Computador Personal):
  • PLC (Autómata Programable):

Comparativa: PCs vs. PLCs

• Ventajas de los PCs: Precio, capacidad de cálculo, interfaz gráfica, normalización.
• Ventajas de los PLCs: Robustez, arquitectura adaptada a la aplicación, modularidad y versatilidad, software especializado.

Componentes de los Autómatas Programables (PLCs)

• Alimentación: Potencia, tensión de entrada, baterías.
• Procesador.
• Memoria de programa.
• Entradas y salidas digitales y analógicas.
• Reguladores, contadores, temporizadores.

Control PID: Error en Régimen Permanente

• Diferencia en régimen permanente entre el valor deseado y el valor real (expresado en porcentaje).
• La diferencia debe calcularse considerando la referencia y el valor real en las mismas unidades y escala.
• Error de Posición: Error en régimen permanente ante una referencia de valor constante.

Conclusiones sobre el Control PID

• Los errores disminuyen al aumentar la ganancia.
• Cuando hay un integrador, se anula el error en régimen permanente.