Componentes Esenciales en Sistemas de Control y Automatización Industrial

1. Sensores: La Base de la Medición

El sensor es el elemento clave capaz de transformar una magnitud que se desea controlar en otra que es más fácil de tratar por un sistema de control. Los sensores que podemos utilizar incluyen:

• Sensor de presencia
• Sensor de temperatura
• Sensor de luminosidad
• Sensor de presión

2. Detectores de Posición y Proximidad

Cuando es necesario conocer la presencia o ausencia de un objeto, utilizaremos los detectores de posición o proximidad. Destacan los siguientes tipos:

Tipos de Detectores

• Final de carrera: Interruptores accionados por un órgano móvil de una máquina.
• Detector de proximidad inductivo: Utiliza un campo magnético para reaccionar frente al objeto a detectar. Solo permite la detección de objetos metálicos.
• Detector de proximidad capacitivo: Utiliza un campo eléctrico para reaccionar frente al objeto a detectar. Permite la detección de muchos materiales.
• Pasivo de infrarrojos (PIR): Son sistemas pasivos que reciben las radiaciones infrarrojas emitidas por los cuerpos, permitiendo detectar el movimiento dentro de una zona.
• Barrera de infrarrojos: Son sistemas activos que emiten y reciben la señal de radiación.
• Detector crepuscular: Detecta el nivel de iluminación de un recinto. Su principal aplicación es el control automático de la iluminación.

3. Elementos de Potencia y Conversión

Motor Trifásico (Motor Falso III)

Es un motor trifásico alimentado en monofásico o bifásico. La potencia de esta conexión es aproximadamente del 75% al 80% de su potencia nominal. Este tipo de motor es adecuado para motores menores a 2 kW. Para cambiar el sentido de giro, se cambia la conexión del condensador en L1 o N.

Puente Rectificador

Tiene el objetivo de convertir la Corriente Alterna (C.A.) en corriente pulsante. El elemento principal para el puente rectificador es el diodo bipolar, que solo conduce la corriente en un solo sentido.

Circuito de Onda Completa con Filtrado Mejorado

Para la mejora del filtro, se colocará una bobina en serie, consiguiendo una resistencia al paso de la C.A. Para corregir la pequeña caída de tensión que produce dicha bobina, se colocará un último condensador electrolítico en paralelo. Antes de llegar al estabilizador, es necesario que le llegue un voltaje $V_S + 3V$ para su correcta alimentación.

4. Comparativa: Autotransformador vs. Transformador

La diferencia fundamental radica en cómo se conectan y la capacidad de aislamiento:

Transformador

• El primario y el secundario están conectados en serie (en el caso del autotransformador, se comparte un devanado).
• La potencia necesaria será proporcional entre la tensión más alta y la más pequeña.

Autotransformador

• La ventaja frente al transformador es que la potencia que es capaz de manejar es proporcional a la diferencia entre ambas tensiones.
• La desventaja es que no proporcionan aislamiento galvánico entre el primario y el secundario.

5. Fenómenos Hidráulicos y de Control

Cavitación en Bombas

Ocurre cuando la bomba trabaja en vacío porque no es capaz de tragar (esto sucede típicamente a partir de 7.5 metros de altura de aspiración).

Golpe de Ariete

Este fenómeno rompe las tuberías. Para evitar la rotura de cada tramo o tubería, se le instala una válvula de detención.

Procesador Inteligente y Señales de Entrada

La señal de entrada al procesador se puede introducir de dos tipos:

1. 0-10 V: Típicamente utilizado para una vivienda.
2. 4-20 mA: Utilizado para industrias o edificios grandes.

Arrancador (Soft Starter)

Componente electrónico esencial para la puesta en marcha de un motor. Permite regular la intensidad de arranque, la intensidad nominal, la parada y la aceleración del motor de forma controlada.