Corrección Evaluación

1.    Realice el diagrama del relé, el contactor, y el relé de estado solido, indicando sus partes internas básicas.

Relé

Contactor



Relé de estado solido

2.    mencione 4 ventajas y 4 desventajas del relé de estado solido

Ventajas

·         su tamaño

·         no tiene partes móviles

·         gran resistencia a choques y a vibraciones

·         poder aislamiento

Desventajas

·         sensible a cambios de temperatura

·         necesita disipador de calor

·         mayor perdida de potencia

·         sensible al ruido eléctrico

3.    mencione las cinco reglas de oro según el retie

·         efectuar el corte visible de todas las fuentes de tensión

·         condenación y bloqueo

·         verificar ausencia de tensión

·         puesta a tierra y corto circuito

·         señalizar y delimitar la zona de trabajo

4.    realice el diagrama con sus partes y describa su funcionamiento de: el relé térmico, electromagnético, termomagnetico.

Relé térmico

Tiene como función detectar las corrientes de sobrecarga.

Relé electromagnético

Tiene como función detectar la corriente de corto circuito.

Termomagnetico

Tiene como función detectar la corriente de sobrecarga y la corriente de corto circuito.


5. Realice el diagrama de potencia y de control para un motor dahlander de dos velocidades de tal manera que la maquina arranque en velocidad baja y sí se quiere pasar a velocidad alta, para detener el motor es necesario que este en velocidad baja, máximo puede tener tres pulsadores.

figura, diagrama de potencia y diagrama de control del funcionamiento de la maquina de un motor de dos velocidades dahlander.

 figura del funcionamiento de la maquina en velocidad baja:

figura del funcionamiento de la maquina en velocidad alta

figura de funcionamiento de la maquina en velocidad baja, falla de sobrecarga.

figura de funcionamiento de la maquina en velocidad alta, falla de sobrecarga.

figura de funcionamieto de la maquina en velocidad alta, se pulsa paro y la maquina no apaga, es obligatorio pasar la maquina a velocidad baja para detener la maquina.

Sensor

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una Tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, Industria aeroespacial, Medicina, Industria de manufactura, Robótica, etc.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.

Características de un sensor

• 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. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
• Linealidad o correlación lineal.
• Sensibilidad de un sensor: relación entre la variación de la magnitud de salida y la variación de la magnitud de entrada.
• Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.
• 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.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para su lectura directa y a veces tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de acondicionamiento, como por ejemplo un puente de Wheatstone, amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a los niveles apropiados para el resto de la circuitería.

Cuadro de factores a considerar en la elección de un sensor:

SENSORES INDUCTIVOS

Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo.

Estados de un sensor inductivo.

En función de la distancia entre el sensor y el objeto, el primero mantendrá una señal de salida 1.- Objeto a detectar ausente:

• amplitud de oscilación al máximo, sobre el nivel de operación;
• la salida se mantiene inactiva (OFF).

2.- Objeto a detectar acercándose a la zona de detección:

• se producen corrientes de Foucault, por tanto hay una “transferencia de energía”;
• el circuito de detección detecta una disminución de la amplitud, la cual cae por debajo del nivel de operación;
• la salida es activada (ON).

3.- Objeto a detectar se retira de la zona de detección:

• eliminación de corrientes de Foucault;
• el circuito de detección detecta el incremento de la amplitud de oscilación;
• como la salida alcanza el nivel de operación, la misma se desactiva (OFF).



Consideraciones generales

• La superficie del objeto a detectar no debe ser menor que el diámetro del sensor de proximidad (preferentemente 2 veces más grande que el tamaño o diámetro del sensor). Si fuera menor que el 50% del diámetro del sensor, la distancia de detección disminuye sustancialmente.

• Debido a las limitaciones de los campos magnéticos, los sensores inductivos tienen una distancia de detección pequeña comparados con otros tipos de sensores. Esta distancia puede variar, en función del tipo de sensor inductivo, desde fracciones de milímetros hasta 40 mm en promedio.

• Para compensar el limitado rango de detección, existe una extensa variedad de formatos de sensores inductivos: cilíndricos, chatos, rectangulares, etc.

• Los sensores inductivos cilíndricos son los más usuales en las aplicaciones presentes en la industria.

• Posibilidad de montar los sensores tanto enrasados como no enrasados.

• Gracias a no poseer partes móviles los sensores de proximidad no sufren en exceso el desgaste.

• Gracias a las especiales consideraciones en el diseño, y al grado de protección IP67, muchos sensores inductivos pueden trabajar en ambientes adversos, con fluidos corrosivos, aceites, etc., sin perder operatividad

SENSORES CAPACITIVOS

Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico.

Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica.

 

Funcionamiento

Desde el punto de vista puramente teórico, se dice que el sensor está formado por un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza conectada a masa). El electrodo externo puede estar realizado de dos modo diferentes; en algunas aplicaciones dicho electrodo es el propio objeto a censar, previamente conectado a masa; entonces la capacidad en cuestión variará en función de la distancia que hay entre el sensor y el objeto. En cambio, en otras aplicaciones se coloca una masa fija y, entonces, el cuerpo a detectar utilizado como dieléctrico se introduce entre la masa. y la placa activa, modificando así las características del condensador equivalente.

Aplicaciones

Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles, ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona

Ventajas e Inconvenientes

Las ventajas de este dispositivo son algunas más que en el caso de los sensores inductivos. La primera ventaja es común para ambos, detectan sin necesidad de contacto físico, pero además esto sensor lo realiza de cualquier objeto. Además, debido a su funcionamiento tiene muy buena adaptación a los entornos industriales, adecuado para la detección de materiales polvorientos o granulados. La duración de este sensor es independiente del número de maniobras que realice y soporta bien las cadencias de funcionamiento elevados. Entre los inconvenientes se encuentra el alcance, dependiendo del diámetro del sensor, puede alcanzar hasta los 60mm, igual que la modalidad inductiva. Otro inconveniente es que depende de la masa a detectar, si quiero realizar una detección de cualquier tipo de objeto este sensor no nos sirve, puesto que depende de la constante eléctrica. Esta desventaja viene encadenada con la puesta en servicio, antes de colocar el sensor lo tenemos que instalar; los detectores cuentan con un potenciómetro de ajuste que permite ajustar la sensibilidad. Según la aplicación será necesario adaptar el ajuste, por ejemplo para materiales de constante dieléctrica es débil como el papel, cartón o vidrio, en caso de tener una  fuerte tenemos que reducir la sensibilidad, con objetos del tipo metales o líquidos.

SENSOR FOTOELÉCTRICO

Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de censado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.

El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.

Barrera Emisor-Recepto: El sensor viene en 2 piezas, el emisor y el receptor,  cuando el objeto atraviesa el haz de luz es cuando se activa el sensor.  

     Barrera Reflectiva: En el cuerpo del sensor se encuentra el emisor y el receptor, en el otro extremo va una cinta reflectiva para regresar el haz de luz.  Existen cintas reflectivas con filtro, es decir que solo reflejan la luz que emite el sensor y discriminan cualquier otra señal luminosa.

     Sensor Difuso:   En el cuerpo del sensor se encuentra el emisor y receptor, estos están colocados con cierto ángulo, de tal manera, que el haz triangule sobre el objeto a censar y refleje la luz.  Es el de Menor Rango.

Barrera de luz

 

Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el modo de operación de esta clase de sensores se basa en la interrupción del haz de luz, la detección no se ve afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a detectar. Estos sensores operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se encuentran alineados. Esto se debe a que la luz emitida siempre tiende a alejarse del centro de la trayectoria.

Emisor y receptor están separados, es el sistema mejor adaptado para:

·         La detección de materiales opacos y reflectantes.

·         Los entornos contaminados (polvo, lluvia, contaminación, etc.)

·         Las largas distancias.

·         El posicionamiento exacto y la detección de pequeños objetos, el contaje

Ventajas e Inconvenientes

 

La luz solo tiene que atravesar el espacio de trabajo una vez, por lo que se favorecen grandes distancias de funcionamiento, hasta 60 metros. Son apropiadas para condiciones ambientales poco favorables, como suciedad, humedad, o utilización a la intemperie, así como independientemente del color del objeto realiza una detección precisa del objeto. La instalación se ve dificultada por tener que colocar dos aparatos separados y con los ejes ópticos alineados de manera precisa y delicada, ya que el detector emite en infrarrojos. Además de la imposibilidad de que sean transparentes..

Precauciones de montaje

 

A la hora del montaje hay que tener en cuenta las superficies reflectantes cercanas a los dispositivos, provocando un mal funcionamiento de la fotocélula. También hay que tener en cuenta las posibles interferencias mutuas por la cercanía de varios de estos dispositivos, además de controlar los ambientes sucios, ya que la suciedad afecta negativamente en la lente emisora.

Barrera Reflectiva o reflex

 

La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en que un objeto se interpone el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el elemento sea censado, un objeto de color negro no es detectado ya que este color absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios.

Emisor y receptor en una misma caja, es el sistema mejor adaptado para:

·         las aplicaciones en que la  detección sólo es posible de un lado

·         una instalación rápida y fácil; inclinación posible de 15 º del reflector con respecto a la perpendicular de haz, los elementos relativamente limpios. Es el sistema más utilizado en transportadores de cajas, cartones, etc.

·         Inconvenientes: no puede utilizarse para la detección de objetos lisos y reflectantes, en los entornos contaminados, para la detección de pequeños objetos.

Ventajas e Inconvenientes

 

En estas fotocélulas el haz de luz recorre dos veces la distancia de detección, con lo cual las distancias de trabajo que se consiguen son medias (de unos 15 metros). El espejo es fácil de instalar, y no se necesita cableado hasta el mismo, por lo que solo hay que cablear un detector. Además de ser válidos para detección de objetos opacos, también cubren eficientemente aplicaciones con detección de objetos con cierto grado de transparencia. El problema más llamativo es que el objeto a detectar tiene que ser mayor que el espejo y, a ser posible, no reflectante, además de que la alineación tiene que ser precisa.

Precauciones de montaje

 

Un objeto con superficie reflectante puede provocar errores de detección. Esto se puede evitar haciendo que la reflexión del objeto a detectar no tenga la misma inclinación que el haz del detector.

Reflexión sobre objeto

 

Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadióptrico. El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido. Debido a esto, la detección no es afectada por el color del mismo. La ventaja de las barreras réflex es que el cableado es en un solo lado, a diferencia de las barreras emisor-receptor que es en ambos lados. Hay dos tipos de fotocélulas de reflexión sobre objeto, las de reflexión difusa y las de reflexión definida.

Sensor Difuso o autoreflex:

 

En las fotocélulas de reflexión difusa sobre el objeto el emisor lanza un haz de luz; los rayos del haz se pierden en el espacio si no hay objeto, pero cuando hay presencia de objeto, la superficie de éste produce una reflexión difusa de la luz, parte de la cual incide sobre el receptor y se cambia así la señal de salida de la fotocélula.

Reflexión definida

 

La reflexión en la superficie del objeto a detectar por las fotocélulas de reflexión definida normalmente es de carácter difuso, como en los sensores de reflexión difusa, o sea que los rayos reflejados salen sin una trayectoria determinada. Esto es muy importante, para no caer en la falsa idea de que la diferencia respecto a los sensores de reflexión difusa está en el tipo de reflexión; lo está en el tipo de óptica empleada. En las fotocélulas de reflexión definida la fuente de luz está a una distancia mayor que la distancia focal, por lo que el haz converge a un punto del eje óptico

Ventajas e Inconvenientes

 

Las fotocélulas de reflexión sobre objeto se componen únicamente de un emisor y un receptor montados bajo una misma carcasa, por lo que el montaje es sencillo y rápido. En estas fotocélulas el haz de luz recorre dos veces la distancia de detección y además el objeto puede ser de reflectividad baja, por lo que sólo se consiguen distancias de detección pequeñas (por lo general menos de un metro.

FINAL DE CARRERA

 el final de carrera o sensor de contacto (también conocido como "interruptor de límite") o limit switch, son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

Los finales de carrera están fabricados en diferentes materiales tales como metal, plástico o fibra de vidrio

Descripción

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

Funcionamiento

 

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento: modo positivo y modo negativo. En el modo positivo el sensor se activa cuando el elemento a controlar tiene una tara que hace que el eje se eleve y conecte el contacto móvil con el contacto NC. Cuando el muelle (resorte de presión) se rompe el sensor se queda desconectado. El modo negativo es la inversa del modo anterior, cuando el objeto controlado tiene un saliente que empuje el eje hacia abajo, forzando el resorte de copa y haciendo que se cierre el circuito. En este modo cuando el muelle falla y se rompe permanece activado.

Ventajas e Inconvenientes

 

Entre las ventajas encontramos la facilidad en la instalación, la robustez del sistema, es insensible a estados transitorios, trabaja a tensiones altas, debido a la inexistencia de imanes es inmune a la electricidad estática. Los inconvenientes de este dispositivo son la velocidad de detección y la posibilidad de rebotes en el contacto, además depende de la fuerza de actuación.

Detectores de posición (finales de carrera)

·         Interruptores de posición

También llamados Finales de Carrera son utilizados para transformar un movimiento mecánico en una señal eléctrica. El movimiento mecánico en forma de leva o empujador actúa sobre la palanca o pistón de accionamiento del interruptor de posición haciendo abrir o cerrar un contacto eléctrico del interruptor. Esta señal eléctrica se utiliza para posicionar, contar, parar o iniciar una secuencia operativa al actuar sobre los elementos de control de la máquina.

La experiencia demuestra que la mayoría de fallos de los interruptores de posición se debe a defectos en la instalación derivados de una inadecuada elección

·         Tipos de palanca

El accionamiento por palanca supone aproximadamente el 90% del total de aplicaciones de los interruptores de posición.

Esta diseñada para ser accionada por cualquier leva cuyo movimiento sea perpendicular al eje sobre el que gira la palanca.

La elección de longitud de la palanca debe basarse en la distancia entre la leva y el eje del interruptor.

Si se prevén desplazamientos laterales de la leva, deberá utilizarse una palanca con rodillo más ancho.

Cuando se utilizan levas pasantes, el perfil de salida debe diseñarse de modo que impida el retorno brusco de la palanca y evitar así un posible rebote o repetición de ciclo.

Elección

La adecuada elección de un interruptor de posición consiste básicamente, en la correcta determinación del elemento de accionamiento y del cuerpo aprobado. La elección del tipo de accionamiento de la forma de la velocidad, dirección y carrera de la lava o parte de la máquina que lo hará actuar y de la precisión requerida.

La elección del cuerpo dependerá del grado de protección requerido y de las dimensiones disponibles.

Otras consideraciones como frecuencia de maniobra, margen de temperaturas o características eléctricas deben también ponerse en cuenta en la elección.

Características eléctricas

Ruptura normal: la velocidad de apertura de los contactos es proporcional a la velocidad de leva.

Ruptura solapada: el contacto normalmente abierto cierra antes que abra el normalmente cerrado.

Ruptura brusca: la velocidad de apertura de los contactos es independientemente de la velocidad de leva.

Ruptura brusca y apertura positiva: el contacto de apertura se abre forzosamente ante la presión mecánica del vástago de accionamiento. Disponen de una unión rígida e indeformable entre el contacto de apertura y el elemento de accionamiento.