Conceptos Básicos de Neumática e Hidráulica 


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Características de detectores de proximidad En los dos diagramas se representa la presión de mando en función de la separación. La figura 1 muestra la precisión de la detección axial con una presión de alimentación de p = 15 kPa (0, 15 bar). La figura 2 muestra la precisión de la detección radial también con una presión de alimentación de p = 15 kPa (0,15 bar).

Figura 141: Características de detectores de proximidad

 

 

Tobera de aspiración por depresión

Esta tobera se emplea junto con la ventosa como elemento de transporte. Con ella se pueden transportar las más diversas piezas.
Su funcionamiento se basa en el principio de Venturi (depresión).

La presión de alimentación se aplica a la entrada P. Por el estrechamiento de la sección, la velocidad del aire hacia R aumenta y en el empalme A, o sea, en la ventosa, se produce una depresión (efecto de succión).

Con este efecto se adhieren piezas y pueden transportarse. La superficie debe estar muy limpia, al objeto de alcanzar un buen efecto de succión.

Cabezal de aspiración por depresión

El funcionamiento de este cabezal también se basa en el mismo principio (Venturi).

Se diferencia del elemento anterior en un depósito incorporado adicionalmente. Este depósito se llena de aire durante el proceso de succión. Al quitar la presión de la entrada, el aire de este depósito sale a través de una válvula de escape rápido, por encima de la ventosa, produciendo un golpe de presión y separando la pieza adherida a la ventosa.

Estos dos elementos tienen las ventajas siguientes: - Gran depresión - Favorable consumo de aire - Poco ruido

8.3 Detector por obturación de fuga

Una corriente continua de aire pasa por el empalme de alimentación P hasta la salida del detector (presiones de 10 a 800 kPa/0,1 a 8 bar). El estrangulador incorporado limita el caudal de flujo de aire.

Al cerrar la fuga de aire, aparece una señal en la salida A. Estando completamente cerrada dicha fuga, la presión de la señal sube hasta alcanzar el valor de la presión de alimentación P. Generalmente no se necesita amplificarla.

Al objeto de que no se produzca una gran pérdida de aire, el detector por obturación de fuga se puede alimentar de aire únicamente cuando se debe dar una señal. Incorporando adicionalmente una válvula de estrangulación en el conducto de aire P, se puede ajustar exactamente la sensibilidad del detector.

Aplicación:

Emisor de señal en función del recorrido, como final de carrera o tope fijo. Es muy apropiado para utilizarlo como final de carrera y en el control de posiciones.

Detector por obturación de fuga con mando de taqué

Este detector, en comparación con la ejecución normal, tiene adicionalmente un taqué móvil con un elemento estanqueizador.

Cuando se acciona el taqué, no pasa aire de P hacia A. El aire comprimido escapa a la atmósfera, hasta que la tobera está completamente cerrada. No se forma una presión en A hasta que la tobera no está completamente cerrada.

Este taqué y el elemento de junta reducen considerablemente el consumo de aire.

Cilindro de conmutación sin contacto

En muchas máquinas e Instalaciones el colocar señalizadores (finales de carrera) representa un problema. A menudo falta espacio, el tamaño de los elementos es demasiado pequeño o los finales de carrera no deben tener contacto con suciedad, agua refrigerante, aceite, etc.

Estas dificultades pueden superarse en gran parte mediante interruptores neumáticos o eléctricos de proximidad.

Interruptor neumático de proximidad

Este elemento correspondo en su funcionamiento a una barrera neumática. En un cuerpo está dispuesta una lengüeta de mando. Esta lengüeta interrumpe el paso de la corriente de aire de P hacia A. Al acercarse el émbolo con el imán permanente, la lengüeta es atraída hacia abajo y abre el paso de la corriente de P hacía A.

La señal en A es una señal de baja presión y, por eso, todavía tiene que ser amplificada. Al retirar el émbolo con el imán permanente, la lengüeta regresa a su posición inicial. El paso de P hacia A se cierra de nuevo.

 

Interruptor eléctrico de aproximación

Un contacto Reed está cableado y empotrado en una caja fundida a presión y en un zócalo de poliamida .Dicho contacto se compone de dos lengüetas, que se encuentran encerradas en un tubito de vidrio lleno de gas protector.

Cuando el émbolo con el imán permanente se acerca a las lengüetas de contacto, éstas son atraídas y se tocan repentinamente. Este contacto proporciona una señal eléctrica. Al retirar el émbolo, las lengüetas se desmagnetizan y vuelven a su posición final.

La velocidad de sobrepaso de ambos interruptores de aproximación depende de los elementos postconectados

Los PLC’s y la neumática

Introducción

La carrera de la automatización a pegado fuerte en cuanto a maquinaria industrial se refiere, actualmente una persona, ni un grupo de ellas, son capaces de realizar ciertas tareas aún cuando pongan el mayor empeño en sus actividades, es por ello que surgen sistemas automáticos que permiten que esas labores sean realizadas a distancia y sin la intervención de alguien en el proceso. Los PLC’s (Programmable Logic Controller) son dispositivos electrónicos que permiten controlar varios dispositivos a distancia con la simple inserción de datos a su estructura, en tal configuración que realizarán sus acciones en un tiempo e intervalo de tiempo establecido, con determinadas características, con cierta preponderancia, etc. Pero no sólo se puede realizar una tarea, también se puede inferir en la recopilación de datos e información para saber cómo se está llevando a cabo un proceso, esto se realiza con dispositivos sensitivos que se colocan en el lugar donde se dan las acciones.

Los PLC’s pueden ser utilizados en combinación con infinidad de dispositivos, entre ellos los neumáticos, permitiendo una total libertad en la elección de las formas en cómo se realizará un proceso. Todo depende de las características de seguridad, rapidez y eficiencia que se quiera obtener, por ejemplo, en una planta de ensamblaje lo requerido es obtener productos en el menor tiempo posible con una calidad aceptable, mientras que un sistema de monitoreo lo más importante es preservar la seguridad con análisis detenidos y constantes; con lo anterior se puede observar que hay diferentes tipos de PLC’s, acordes a las necesidades y uso que se les dará.

Cuando se utilizan dispositivos electrónicos de mando con aquellos basados en principios neumáticos se obtienen algunas ventajas, como:

- Automatización: Las actividades se realizan sin la intervención del humano, mas de aquella que significa indicar qué es lo que se desea.

- Economía: Los equipos neumáticos y los PLC’s utilizan muy poca energía en conjunto, a comparación de la que pudiera ser utilizada en instalaciones electromagnéticas, eléctricas, mecánicas, etc. Es decir, el propósito de la combinación PLC’s – neumática no es ser aplicada en tareas pesadas, sino en aquellas que requieran de fineza y exactitud en el trabajo.

Por otro lado, no se necesitará demasiada mano de obra en un área de trabajo, ni de funciones como la supervisión, el accionamiento de controles, etc., conllevando a una economía de movimientos y de dineros.

- Seguridad: Los arreglos se pueden utilizar en ambientes extremosos, inflamables, tóxicos, etc., porque intervienen corrientes eléctricas pequeñas y, además, están construidos acordes a las condiciones existentes. Cuando se maneja aire, en este tipo de casos, no se infiere en presiones demasiados elevadas, sino aquellas que permiten movilizar partes metálicas pequeñas, lo que conduce al manejo y aplicación de fuerzas, en su mayoría, casi despreciables.

Los PLC’s funcionan en base a registros y situaciones, por lo que cada actividad se realizará sustentada en un justificación y una necesidad, es decir, el PLC actuará en el momento preciso con acciones acordes a la situación, a esto se le conoce como ejecución de tareas en tiempo real.

PLC’s utilizados con dispositivos neumáticos

Además de tener las características básicas para todos los PLC’s, los utilizados en neumática tienen también (controlador CIM 2000):

- La posibilidad para procesar datos digitales y manipular entradas (sensaciones) y salidas (acciones) simultáneamente.

- Gran cantidad de memoria para la inserción de información referente a cómo será y debe ser el proceso en ciertas condiciones.

- Puede ser programado con una computadora de uso específico, como con una de uso general.

¿Cómo se pone en marcha? y ¿Cómo está compuesto el arreglo de un PLC?

Los PLC’s vienen montados en tarjetas sólidas con una gran cantidad de componentes que permiten su función conjunta con una computadora, es decir, la tarjeta va insertada y forma parte de la estructura de una computadora.

Programación

Lo primero que se debe saber es el origen del componente para así conocer quién lo elaboró y cuál es la forma de insertar datos e información. Cada marca tiene su propia forma y código para comunicarse con el PLC, esto presenta un inconveniente por no compartir un mismo lenguaje de programación. Los más nuevos vienen más estandarizados y manejan una inserción de datos en escalera.

Es necesario programar y conocer electrónicamente el componente porque se manejan arreglos demasiado complejos en su interior, esto infiere en que sean sutiles a cambiar constantemente en la forma en cómo funcionan con la simple variación de una característica.

Con la inserción de datos se marcan márgenes, posibilidades, tiempos de acción, medidas a tomar, etc. Todo queda guardado en la memoria del dispositivo, esta puede ser volátil ó permanente, si es volátil se tendrá que reprogramar constantemente, mientras que en el modo permanente sólo se hará tal acción cuando se necesite.

Sensores

Los dispositivos de sensación (sensores) van montados a las entradas del arreglo, los más comunes pueden indicar variaciones en:

- Temperatura
- Presión
- Humedad
- Velocidad
- Contacto
- Movimiento

Estos se comunican con la tarjeta con variaciones de un voltaje generado en la propia estructura del sensor, pero también lo pueden hacer con variaciones en su resistencia eléctrica. Estos cambios son detectados por el PLC y se procesan para saber si están acordes a los límites preestablecidos en la programación.

Actuadores

Los dispositivos de salida (actuadores) son los que hacen el trabajo pesado, con ellos se hacen funciones como:

- Movimientos
- Transmisión de fuerza
- Posicionamiento

Lo anterior significa poder activar un equipo a distancia con la transmisión de una señal de mando interpretada por el actuador.

Los actuadores neumáticos son las válvulas, pistones, controles, etc., los cuales se acomodan y se configuran hasta llegar a un planteamiento inicial. Las válvulas son movidas por solenoides de desplazamiento longitudinal, mientras que los controles son accionados con relevadores.

Esquema de la función de un PLC

A continuación se describe el funcionamiento básico de cualquier arreglo:

 

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