Funcionamiento y Evolución de los Circuitos de Control y Automatización

Circuitos de Control

Un circuito es un dispositivo tecnológico que procesa información para generar una respuesta de salida. Los circuitos eléctricos son un ejemplo común. Se dividen en dos categorías:

• Circuitos de cadena abierta (mando lineal)
• Circuitos de control realimentados (de regulación)

Sensores y Actuadores

Los sensores y detectores inician el proceso de mando, mientras que los actuadores u órganos de trabajo lo finalizan. Criterios de elección:

• Velocidad de respuesta
• Lugar de emplazamiento
• Sensibilidad
• Fiabilidad
• Robustez
• Mantenimiento
• Compatibilidad con otros elementos

Sensores y Sistemas de Detección

La mayoría de los sistemas de detección transforman una magnitud física (peso, presión, temperatura, volumen, luz, etc.) en una magnitud eléctrica proporcional.

Sensores Activos

Convierten directamente la energía luminosa, térmica, mecánica o química en energía eléctrica.

Sensores Pasivos

Modifican magnitudes eléctricas a partir de la variación de otro tipo de magnitudes.

Accionamientos Eléctricos

Los motores eléctricos son actuadores comunes para movimientos rotatorios.

Características:

• Facilidad y buen rendimiento para movimientos rotativos.
• Dificultad para movimientos lineales.
• Transmisión de órdenes fácil y rápida.
• Disponibilidad inmediata de energía eléctrica y bajo coste.

Inconvenientes:

• Dificultad para almacenar la energía y riesgo de deflagración.
• Sistemas de regulación y protección depurados.

Accionamientos Neumáticos

Usados en la industria para movimientos lineales o ambientes con riesgo de incendio.

Características:

• Simplicidad y buen rendimiento para movimientos lineales (limitados a 2m y 5000kg).
• Posibilidad de realizar movimientos rotativos.
• Transmisión de órdenes fácil y con velocidad razonable.
• Inocuidad y seguridad del aire comprimido.
• Sistemas de regulación y protección simples.

Accionamientos Hidráulicos

Utilizados para fuerzas de trabajo elevadas.

Características:

• Simplicidad y buen rendimiento en movimientos lineales (longitudes limitadas, fuerzas grandes).
• Posibilidad de movimientos rotativos a velocidades bajas y constantes.
• Transmisión de órdenes fácil pero lenta.
• Requieren estanqueidad absoluta debido a las altas presiones.
• Sistemas costosos y voluminosos, protegidos contra sobrecargas y antideflagrantes.

Automatización

Automatizar es sustituir la acción humana por el trabajo de las máquinas. La robótica, basada en sistemas artificiales expertos, avanza en la automatización de la toma de decisiones inteligente.

Evolución de las Tecnologías de Fabricación Automatizada

Dos tendencias: mecanización (incorporación de máquinas a la actividad humana) y automatización (nivel de mecanización de la actividad humana).

• Fabricación manual: Solo se usan las manos.
• Herramientas de mano: Se manipulan herramientas manualmente.
• Herramienta manual mecanizada: Máquinas herramienta de mano con accionamiento automático, pero posicionamiento y sujeción manual.
• Máquina herramienta universal: Realiza todas las funciones de sujeción, posicionamiento y accionamiento, con supervisión humana.
• Máquina de ciclo fijo: Realiza operaciones concretas automáticamente.
• Máquinas de ciclo programable: Realiza operaciones autónomas sin necesidad de desmontar o cambiar elementos para otro ciclo.
• Máquina inteligente: Programa objetivos de fabricación y toma decisiones.

Robot Industrial

Un robot es una máquina automática universal para manipulación de objetos, con capacidad de aprendizaje. Consta de:

• Un subconjunto mecánico, eléctrico, neumático e hidráulico (motorización y manipulación).
• Un subconjunto electrónico e informático (tratamiento de la información y control).