Fundamentos de Automatismos Eléctricos: Contactor, Relés y Sensores de Control

Automatismos Eléctricos: Concepto y Tipología

Un automatismo es un sistema eléctrico diseñado para ejecutar acciones de forma automática, sin necesidad de intervención humana. Se emplea ampliamente tanto en entornos industriales como en aplicaciones domésticas (p. ej., control de motores, persianas o sistemas de riego).

Tipos de Automatismos según la Tecnología

Según la tecnología utilizada, los automatismos se clasifican en:

• Cableados: Su funcionamiento depende de la conexión física de los conductores.
• Programados: Un programa informático, como el de un PLC (Controlador Lógico Programable), se encarga de gestionar y controlar el proceso.

El Contactor: Dispositivo Clave en Circuitos de Potencia

El contactor es un dispositivo electromecánico esencial que permite la conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Está diseñado para soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales de funcionamiento, incluso en situaciones de sobrecarga.

Componentes Principales del Contactor

El contactor se compone de tres partes fundamentales:

1. La Bobina (Elemento de Mando):

   Al aplicarle tensión en los bornes A1 y A2, se genera un campo magnético. Es fundamental que la tensión de la bobina coincida con la de la red, ya que de lo contrario el dispositivo puede dañarse.

2. El Circuito Magnético:

   Está formado por una parte fija llamada culata y una parte móvil conocida como martillo. En estado de reposo, ambas permanecen separadas gracias a la acción de un muelle.

3. Los Contactos:

   Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente eléctrica. Se dividen en:

   • Contactos de Potencia: Destinados a alimentar el motor.
   • Contactos Auxiliares: Utilizados exclusivamente para el control del circuito.

Principio de Funcionamiento del Contactor

El funcionamiento del contactor se basa en el principio del electromagnetismo:

1. Cuando la bobina recibe corriente, se convierte en un electroimán y genera un campo magnético.
2. Este campo magnético atrae la parte móvil (martillo) hacia la fija (culata).
3. Al producirse este movimiento, los contactos cambian de estado: los contactos de potencia se cierran y permiten que la corriente llegue al motor, provocando su arranque.
4. Cuando la bobina deja de recibir tensión, el campo magnético desaparece y el muelle devuelve el martillo a su posición inicial.
5. Los contactos vuelven a su estado de reposo y el motor se detiene.

Este sistema permite controlar corrientes elevadas en el circuito de potencia mediante un circuito de mando de baja potencia.

Dispositivos Auxiliares de Control

Contactos Auxiliares

Los contactos auxiliares forman parte integral del contactor y se utilizan únicamente en funciones de control y lógica. Su propósito no es alimentar motores, sino realizar tareas específicas como:

• Enclavamientos.
• Señalización.
• Realimentación del propio contactor.

Los más habituales son los contactos normalmente abiertos (NA) y normalmente cerrados (NC), identificados con numeraciones estándar (p. ej., 13-14 o 21-22).

Relés Auxiliares (Relés Industriales)

Los relés auxiliares, también conocidos como relés industriales, funcionan de manera similar a los contactores, pero se emplean exclusivamente en circuitos de mando y control, manejando cargas mucho menores que los contactores de potencia.

Elementos de Mando y Señalización

Dispositivos de Accionamiento Manual y Mecánico

• Pulsadores: Dispositivos de accionamiento manual. Los de marcha (normalmente verdes) cierran el circuito al ser presionados, mientras que los de paro (normalmente rojos) lo abren. Solo permanecen activos mientras se mantienen pulsados.
• Finales de Carrera: Se activan cuando una parte móvil de la máquina entra en contacto con ellos, indicando que se ha alcanzado el final del recorrido.
• Interruptores de Pedal: Permiten al operario accionar una función utilizando el pie, lo que facilita mantener las manos libres.
• Presostatos: Detectan la presión de un fluido y actúan cuando se alcanza un valor previamente ajustado.
• Interruptores de Flotador: Se utilizan específicamente para detectar el nivel de líquidos en depósitos.

Sensores o Captadores de Estado Sólido

Los sensores de estado sólido son dispositivos electrónicos avanzados capaces de detectar objetos o condiciones sin requerir contacto físico.

Tipos Comunes de Sensores de Estado Sólido

• Sensores Fotoeléctricos:

  Utilizan un haz de luz para detectar la presencia de objetos. Pueden operar en tres configuraciones principales:

  1. Sistema de Barrera: El objeto interrumpe el haz entre emisor y receptor.
  2. Sistema Réflex: La luz se refleja en un espejo o reflector.
  3. Sistema Difuso: La luz rebota directamente en el objeto.
• Sensores Inductivos:

  Detectan únicamente materiales metálicos y suelen tener un alcance limitado.

• Sensores Capacitivos:

  Pueden detectar tanto materiales metálicos como no metálicos. Son muy utilizados para medir niveles de líquidos o sólidos en recipientes no metálicos.

• Sensores de Ultrasonidos:

  Emiten ondas sonoras inaudibles y miden el tiempo que tardan en reflejarse en el objeto. No se ven afectados por el color ni la transparencia del material, aunque presentan una zona ciega muy cercana al sensor.