BASES TEORICAS El circuito de control es el conjunto de componentes primarios o básicos que no están conectados directamente a la potencia de la maquina sin, sin embargo tiene absoluto gobierno (mando o regulacion sobre el circuito de !uer"a# $os circuitos de control reali"an !unciones tales como% arranque, aceleraci&n, regulaci&n, in'ersi&n, entre otros# $os elementos utili"ados para regular o gobernar las !unciones de una maquina se denominan componentes secundarios o de maniobra# Entonces el control elctrico son elementos de protecci&n ) maniobra, que se ocupa del cierre ) apertura de circuitos# El control puede clasi!icarse en trminos generales de acuerdo a su grado de automati"aci&n o de acuerdo al tipo de elementos que los constitu)en# a *e acuerdo al grado de automati"aci&n los controles pueden ser% + anuales + Semiautomáticos + Automáticos b *e acuerdo al tipo de elementos que los constitu)en se clasi!ican en% + Electromagnticos + Electr&nicos Control anual% En este tipo de control cada una de las !unciones de operaci&n del accionamiento se ejecuta manualmente por un operario, en el mismo lugar donde están situados los dispositi'os de control# Control semiautomático% Este tipo de control se presenta cuando parte de las !unciones del accionamiento se e!ect-an manualmente por un operario ) parte en !orma automática# Control automático% Es el control en el cual todas las !unciones de operaci&n se e!ect-an en ! orma completamente automática, sin la inter'enci&n del operador, para la cual utili"a dispositi'os piloto automático# Control electromagntico% es el tipo de control que ma)ormente se .a 'enido utili"ando a lo largo del tiempo en los accionamientos industriales# Está integrado principalmente por rels) contactor es electromagnticos# $os cuales están constituidos por una bobina que al energi"arse atrae una armadura armadura accionándose as/ los contactos del dispositi'o# Control electr&nico% se le puede considerar de dos tipos% el control electr&nico propiamente dic.o, el cual se encuentra constituido por 'ál'ulas electr&nicas de 'ac/o, ) el control estático de estado s&lido, constituido por elementos semiconductores# Sistema automati"ado% $a automati"aci&n es un sistema que trans!iere las tareas propias de un proceso de producci&n, reali"adas .abitualmente por operarios .umanos a un conjunto de elementos tecnol&gicos El sistema automati"ado se compone de dos partes% + ando + Operati'a $a parte de mando suele ser el aut&mata programable aunque se suele utili"ar tambin rels electromagnticos, tarjetas electr&nicas o m&dulos l&gicos neumáticos (tecnolog/a cableada# $a parte operati'a suele se aquella que act-a directamente sobre la máquina# Son todos ) cada uno de aquellos elementos que permiten que la maquina tenga mo'imiento ) proporcione la operaci&n requerida# $os
elementos que !orman la parte operati'a son los actuadores de las maquinas como% otores, cilindros, compresores ) detectores# Elementos de un circuito de control $os circuitos de control de cualquier /ndole se pueden representar por tres partes principales de las cuales podemos resaltar% a Elementos de entrada b $&gica del circuito c Elementos de salida En los elementos de entrada encontramos% Sensores de pro0imidad, sensores de temperatura, sensores de presi&n, botones+pulsadores, interruptores de limite, entre otros# En la l&gica del circuito encontramos% Rele'adores magnticos o de estado solido, circuitos integrados, (compuertas l&gicas ) !lip+!lop# En los elementos de salida encontramos% $ámparas piloto, contactores electromagnticos, dri'ers para motores elctricos, electro'ál'ulas, entre otros# Elementos de entrada% Es la parte o secci&n en la cual se integran los dispositi'os o elementos encargados de adquirir la in!ormaci&n pro'eniente del operador ) del mismo sistema# Controlador l&gico programable% 1n controlador l&gico programable, más conocido por sus siglas en ingls 2$C (programmablelogiccontroller, es una computadora utili"ada en la ingenier/a automática o automati"aci&n industrial, para automati"ar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la !ábrica en l/neas de montaje# 3unciones de un 2$C% 1n 2$C reali"a, entre otras, las siguientes !unciones% 4 Recoger datos de las !uentes de entrada a tra's de las !uentes digitales ) anal&gicas# 4 Tomar decisiones en base a criterios preprogramados# 4 Almacenar datos en la memoria# 4 5enerar ciclos de tiempo# 4 Reali"ar cálculos matemáticos# 4 Actuar sobre los dispositi'os e0ternos mediante las salidas anal&gicas ) digitales# 4 Comunicarse con otros sistemas e0ternos# $os 2$C se distinguen de otros controladores automáticos, en que pueden ser programados para controlar cualquier tipo de máquina, a di!erencia de otros controladores (como por ejemplo un programador o control de la llama de una caldera que, solamente, pueden controlar un tipo espec/!ico de aparato# Además de poder ser programados, son automáticos, es decir son aparatos que comparan las se6ales emitidas por la máquina controlada ) toman decisiones en base a las instrucciones programadas, para mantener estable la operaci&n de dic.a máquina# 2uedes modi!icar las instrucciones almacenadas en memoria, además de monitori"arlas 7entajas ) *es'entajas de los 2$C% 7entajas% $as 'entajas de los 2$C son las siguientes% 8# enor tiempo empleado en la elaboraci&n de pro)ectos debido a que% 4 9o es necesario dibujar el esquema de contactos# 4 9o es necesario simpli!icar las ecuaciones l&gicas )a que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del
m&dulo de memoria es lo su!icientemente grande como para almacenarlas# 4 $a lista de materiales a emplear es más reducida ), al elaborar el presupuesto correspondiente, se elimina parte del problema que supone el contar con di!erentes pro'eedores, distintos pla"os de entrega, etc# :# 2osibilidad de introducir modi!icaciones sin cambiar el cableado ) a6adir aparatos# ;# /nimo espacio de ocupaci&n <# enor coste de mano de obra de la instalaci&n =# Econom/a de mantenimiento# Además de aumentar la !iabilidad del sistema, al eliminar contactos m&'iles, los mismos aut&matas pueden detectar e indicar posibles a'er/as# ># 2osibilidad de gobernar 'arias máquinas con un mismo aut&mata# ?# enor tiempo para la puesta en !uncionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado# @# Si por alguna ra"&n la maquina queda !uera de ser'icio, el aut&mata sigue siendo -til para controlar otr a maquina o sistema de producci&n# *es'entajas 8# ace !alta un programador, lo que e0ige la preparaci&n de los tcnicos en su etapa de !ormaci&n# :# $a in'ersi&n inicial es ma)or que en el caso de los rels, aunque ello es relati'o en !unci&n del pr oceso que se desea controlar# *ado que el 2$C cubre de ! orma correcta un amplio espectro de necesidades, desde los sistemas l&gicos cableados .asta el microprocesador, el dise6ador debe conocer a !ondo las prestaciones ) limitaciones del 2$C# 2or tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la .ora de decidirnos por uno u otro sistema, con'iene anali"ar todos los demás !actores para asegurarnos una decisi&n acertada# Clasi!icaci&n de los 2$C $os 2$C pueden clasi!icarse, en !unci&n de sus caracter/sticas en% 2$C 9A9O% 5eneralmente es un 2$C de tipo compacto (es decir, que integra la !uente de alimentaci&n, la C21 ) las entradas ) salidas que puede manejar un conjunto reducido de entradas ) salidas, generalmente en un n-mero in!erior a 8# Este 2$C permite manejar entradas ) salidas digitales ) algunos m&dulos especiales# 2$C Compacto% Estos 2$C tienen incorporada la !uente de alimentaci&n, su C21 ) los m&dulos de entrada ) salida en un solo m&dulo principal ) permiten manejar desde unas pocas entradas ) salidas .asta 'arios cientos (alrededor de = entradas ) salidas, su tama6o es superior a los 2$C tipo 9ano ) soportan una gran 'ariedad de m&dulos especiales, tales como% 4 entradas ) salidas análogas 4 m&dulos contadores rápidos 4 m&dulos de comunicaciones 4 inter!aces de operador 4 e0pansiones de entrada ) salida 2$C odular%Estos 2$C se componen de un conjunto de elementos que con!orman el controlador !inal# Estos son% 4 El Rac 4 $a !uente de alimentaci&n 4 $a C21
4
$os m&dulos de entrada ) salida
Arduino% Arduino es una plata!orma de .ardDare libre, basada en una placa con un microcontrolador ) un entorno de desarrollo, dise6ada para !acilitar el uso de la electr&nica en pro)ectos multidisciplinares El .ardDare consiste en una placa con un microcontrolador Atmel A7R ) puertos de entradasalida#$os microcontroladores más usados son el Atmega8>@, Atmega;:@, Atmega8:@, ) Atmega@ por su sencille" ) bajo coste que permiten el desarrollo de m-ltiples dise6os# 2or otro lado el so!tDare consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programaci&n 2rocessingFiring'ariante de CGG ) el cargador de arranque que es ejecutado en la placa# E0isten multitud de placas Arduino de acuerdo a su uso ) numero de entradas ) salida%
2lacas de 9i'el Básico% 2lacas de 9i'el A'an"ado% 7entajas del uso de Arduino% a) muc.os otros microcontroladores ) plata!ormas con microcontroladores disponibles para la computaci&n !/sica# 2aralla0 Basic Stamp, BH+:< de 9etmedia, 2.idgets, and)board del IT, ) muc.os otros o!recen !uncionalidades similares# Todas estas .erramientas organi"an el complicado trabajo de programar un microcontrolador en paquetes !áciles de usar# Arduino, además de simpli!icar el proceso de trabajar con microcontroladores, o!rece algunas 'entajas respecto a otros sistemas a pro!esores, estudiantes ) amateurs% 4 Asequible + $as placas Arduino son más asequibles comparadas con otras plata!ormas de microcontroladores# Incluso la 'ersi&n más cara de un modulo de Arduino puede ser montada a mano# 4 ulti+2lata!orma + El so!tDare de Arduino !unciona en los sistemas operati'os FindoDs, acintos. OSH ) $inu0# $a ma)or/a de los entornos para microcontroladores están limitados a FindoDs# 4 Entorno de programaci&n simple ) directo + El entorno de programaci&n de Arduino es !ácil de usar para principiantes ) lo su!icientemente !le0ible para los usuarios a'an"ados# 2ensando en los pro!esores, Arduino está basado en el entorno de programaci&n de 2rocesing (7ariante de CGG con lo que el estudiante que aprenda a programar en este entorno se sentirá !amiliari"ado con el entorno de desarrollo Arduino#
4 So!tDare ampliable ) de c&digo abierto+ El so!tDare Arduino está publicado bajo una licencia libre ) preparado para ser ampliado por programadores e0perimentados# El lenguaje puede ampliarse a tra's de librer/as de CGG, ) si se está interesado en pro!undi"ar en los detalles tcnicos, se puede dar el salto a la programaci&n en el
lenguaje A7R C en el que está basado# *e igual modo se puede a6adir directamente c&digo en A7R C en tus programas si as/ lo deseas# 4 ardDare ampliable ) de C&digo abierto + Arduino está basado en los microcontroladores ATE5A8>@, ATE5A;:@ )ATE5A8:@# $os planos de los m&dulos están publicados bajo licencia Creati'eCommons, por lo que dise6adores de circuitos con e0periencia pueden .acer su propia 'ersi&n del m&dulo, ampliándolo u optimi"ándolo# Incluso usuarios relati'amente ine0pertos pueden construir la 'ersi&n para placa de desarrollo para entender c&mo !unciona ) a.orrar algo de dinero# 2rogramaci&n $a programaci&n in!ormática, acortada como programaci&n, es el proceso de dise6ar, codi!icar, depurar ) mantener el c&digo !uente de programas computacionales# El c&digo !uente es escrito en un lenguaje de programaci&n# El prop&sito de la progr amaci&n es crear programas que e0.iban un comportamiento deseado# El proceso de escribir c&digo requiere !recuentemente conocimientos en 'arias áreas distintas, además del dominio del lenguaje a utili"ar, algoritmos especiali"ados ) l&gica !ormal# 2rogramar no in'olucra necesariamente otr as tareas tales como el análisis ) dise6o de la aplicaci&n (pero s/ el dise6o del c&digo, aunque s/ suelen estar !usionadas en el desarrollo de peque6as aplicaciones# $enguaje de 2rogramaci&n 1n lenguaje de programaci&n es un lenguaje !ormal dise6ado par a e0presar procesos que pueden ser lle'ados a cabo por máquinas como las computadoras# 2ueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento !/sico ) l&gico de una máquina, para e0presar algoritmos con precisi&n, o como modo de comunicaci&n .umana# Está !ormado por un conjunto de s/mbolos ) reglas sintácticas ) semánticas que de!inen su estructura ) el signi!icado de sus elementos ) e0presiones# Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario ) se mantiene el c&digo !uente de un programa in!ormático se le llama programaci&n# Sensor Capaciti'o% $os sensores capaciti'os son un tipo de sensor elctrico# $os sensores capaciti'os (AS reaccionan ante metales ) no metales que al apro0imarse a la super!icie acti'a sobrepasan una determinada capacidad# $a distancia de cone0i&n respecto a un determinado material es tanto ma)or cuanto más ele'ada sea su constante dielctrica# Sensor Inducti'o% $os sensores inducti'os son una clase especial de sensores que sir'e para detectar materiales metálicos !errosos# Son de gran utili"aci&n en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado conte0to% detecci&n de paso, de atasco, de codi!icaci&n ) de conteo#